Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения - Суслов А.Г., Аверченков В.И., Горленко О.А., Ильицкий В.Б., Чистов В.Ф., Ястребова Н.А., Чистопьян А.Ф.

Author: Суслов А.Г. Аверченков В.И. Горленко О.А. Ильицкий В.Б. Чистов В.Ф. Ястребова Н.А. Чистопьян А.Ф.
Tags: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы общая технология машиностроения обработка металлов машиностроение эвм учебное пособие сборник задач издательство машиностроение
ISBN: 5-217-00237-9
Year: 1988
Similar
Технология машиностроения. Сборник задач и упражнений
Основы технологии машиностроение
Научные основы технологии машиностроения
Text
                    

В
СБОРНИК ЗАДАЧ
И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ТЕХНОЛОГИИ
МАШИНОСТРОЕНИЯ
V 4

Машиностроение -
ББК 34.5
С23
УДК 621.91.002(075.8)
Авторы: В. И. Аверченков, О. А. Горленко, В. Б. Ильицкий,
А. Г. Суслов, В. Ф. Чистов, А. Ф, Чистопьян, Н. А. Ястребова
Рецензенты: кафедра «Технология машиностроения»
Курганского машиностроительного института
и кафедра «Технология машиностроения» Уральского
политехнического института имени С. М. Кирова
С23 Сборник задач и упражнений по технологии ма-
шиностроения: Учеб, пособие для машиностроит.
вузов по спец. «Технология машиностроения», «Ме-
таллорежущие станки и инструменты» / В. И. Авер-
ченков, О. А. Горленко, В. Б. Ильиикий и др.; Под
общ. ред. О. А. Горленко. — М.: Машиностроение,
1988.—192 с.; ил.
ISBN 5-217-00237-9
Учебное пособие соответствует программе курса по тех-
нологии машиностроения. Приведены задачи и упражнения по
трем основным направлениям: технологическому обеспечению
качества изделий, производительности и экономичности техно-
логических процессов, разработке технологических процессов
обработки и сборки, в том числе с использованием ЭВМ. Да-
ны методические указания и примеры решения задач.
2704010000—219
038(01)—88	219—88
ББК 34.5
ISBN 5-217-00237-9
© Издательство «Машино-
строение», 1988
ПРЕДИСЛОВИЕ
Современные тенденции развития машиностро-
ительного производства, ориентированного на коренное
повышение качества машиностроительной продукции, на
широкое применение прогрессивных конструкционных и
инструментальных материалов, упрочняющей техноло-
гии, на комплексную автоматизацию на основе примене-
ния станков с ЧПУ и САПР, требуют подготовки квали-
фицированных специалистов, обладающих не только
глубокими теоретическими знаниями, но и способных
практически их использовать в своей производственной
деятельности.
В этой связи инженеры-механики наиболее массовых
специальностей «Технология машиностроения» и «Ме-
таллорежущие станки и инструменты» должны владеть
методами оценки качества изделий, расчета и анализа
технологических размерных цепей, размерного анализа
технологических процессов, выбора рациональных схем
базирования заготовок, расчета погрешностей, опреде-
ляющих точность механической обработки, расчета при-
пусков, оптимальных режимов обработки, в том числе
обеспечивающих получение заданных параметров каче-
ства деталей, норм времени и технологической себестои-
мости. Они должны обладать также практическими на-
выками по проектированию технологических процессов
сборки, механической обработки, в том числе при ис-
пользовании технологического оборудования с ЧПУ
и т. п.
В предлагаемом учебном пособии рассматриваются
упомянутые выше вопросы технологического обеспечения
качества изделий, производительности и экономичности
технологических процессов, а также разработки техно-
логических процессов сборки и обработки резанием с
использованием элементов САПР.
Содержание и направленность учебного пособия на-
1*
3
целены на практическое усвоение и закрепление теоре-
тических знаний, полученных при изучении специальных
и других инженерных дисциплин. Каждый раздел учеб-
ного пособия начинается с изложения методического
материала. Ряд задач дан с решениями.
Данное учебное пособие будет полезно также сту-
дентам других машиностроительных специальностей выс-
ших учебных заведений.
ГЛАВА 1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ
§ 1.1.	СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ
КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИИ
В производстве при анализе и контроле каче-
ства изделий наиболее часто приходится решать следу-
ющие задачи:
определять показатели качества на основе статисти-
ческой обработки выборок с оценкой достоверности по-
лученных значений методом доверительных интервалов
к(ГОСТ 27.202—83) (см. задачи 1.1—1.2);
сравнивать показатели качества с заданными значе-
ниями или между собой с помощью проверки статисти-
ческих гипотез [1] (см. задачи 1.3—1.8);
сравнивать показатели качества с заданными значе-
ниями или между собой с помощью проверки статисти-
ческих гипотез [1] (см. задачи 1.3—1.8);
определять закон распределения показателей качест-
ва с проверкой соответствия опытного распределения с
теоретическим (ГОСТ 11.006—74), выполнять анализ
точности обработки методом кривых распределения (см.
задачи 1.9—1.11);
обеспечивать изготовление изделий без брака (опре-
деление вероятного брака, а также числа изделий, тре-
бующих доработки, см. задачи 1.12—1.15), для решения
которых необходимо предположить, что распределение
показателя качества подчиняется нормальному закону;
корректировать технологические процессы в ходе
производства с помощью выборочного контроля показа-
телей качества, выполнять анализ точности обработки с
использованием контрольных карт средних арифметиче-
ских значений, размахов и средних квадратических от-
клонений (см., задачи 1.16—1.19); в качестве показате-
ля эффективности контрольных карт применяют среднюю
длину серии налаженного Го (разлаженного Li) процес-
са, т. е. среднее число серий (выборок), необходимое
для обнаружения изменения среднего значения иссле-
дуемого показателя качества.
5
1.1.	Определить среднее значение параметра шерохо-
ватости Ra и среднее квадратическое отклонение sRa
(для каждой из мгновенных выборок, а также для всех
выборок) по результатам измерений шлифованных по-
верхностей валов (табл. 1.1). Задавшись доверительной
вероятностью у, определить-доверительные интервалы
для величин Ra и Sro.
1.1. Значения параметра шероховатости Ra, мкм,
шлифованных поверхностей валов (к задаче 1.1)
Номер	Номер выборки				
летали в выборке	1	2	3	4	5
1	0,75	0,68	0,79	и,63	0,60
2	0,78	0,72	0,70	0,63	0,65
3	0.76	0,64	0,62	0,80	0,70
4	'0,60	0,70	0,65	0,82	0,75
5	0,61	0,81	0,74	0,72	0,80
1.2;	Определить среднее квадратическое отклонение
Sro параметра шероховатости Ra методом размахов по
данным задачи 1.1.
1.3.	На токарном полуавтомате изготовляют втулки.
Из партии втулок взята выборка объемом п—20 и изме-
рены их наружные диаметры. По результатам измерений
подсчитаны средний диаметр d=60.12 мм и среднее
квадратическое отклонение s—0,32 мм. Полуавтомат на-
строен на размер 60 мм. Проверить правильность
настройки станка.
1.4.	Погрешность закрепления е3 в пневматическом
приспособлении характеризуется средним квадратиче-
ским отклонением ог=0,224 мкм. Приспособление было
усовершенствовано для стабилизации силы закрепления.
Погрешности закрепления на новом приспособлении сле-
дующие: 0,6; 0,5; 0,4; 0,5; 0,3 мкм.
Можно ли считать усовершенствование эффективным?
1.5.	На двух станках изготовляют втулки. Результа-
ты измерений 10 деталей, изготовленных на 1-м станке,
и 8 деталей, изготовленных на 2-м станке, следующие:
d1=30,02; 30,12; 30,24; 30,18; 30,20; 30,08; 30,16; 29,98;
30,00; 29,96 мм;
d2=30,02; 30,04; 30,06; 30,08; 30,05; 30,24; 29,98;
30,10 мм.
Проверить предположение о том, что станки облада-
ют различной точностью.
6
1.6.	По результатам измерения диаметров пяти ва-
лов, обработанных на токарном полуавтомате, сразу по-
сле настройки станка и через некоторый промежуток вре-
мени получены следующие значения выборочных сред-
них 51=30,01 мм и 5г—30,042 мм дисперсий Si2=
=0,001 мм2 и S22=0,004 мм2. Определить, изменился ли
настроечный размер?
Решение. Проверяем гипотезу о равенстве выборочных дис-
персий f/c: s2i=s22 с помощью критерия Фишера [1]. Поскольку на
принятом уровне значимости а=0,05
«2	0,004
F" -2 “ о 001 ~ 4 < F« (/,: Л) “ F0.05(4;4) ~ 6»39»
S1 ’
уровень точности станка не изменялся (гипотеза о равенстве дис-
персий принимается).
Вычисляем средневзвешенную дисперсию
(«t—l)sf+ (л, —l)s| (5—1)0,001 +(5 — 1)0,004
nt + л,—2	“	'	5 + 5 — 2
« 0,0025 мм’
с f= (яi+л2—2) =5+5—-2=8 степенями свободы.	_____
Среднее квадратическое отклонение s = уГ s2 =» V 0,0025=
“0,05 мм. Проверяем гипотезу о равенстве средних 7/оэ
с помощью критерия Стьюдента [1]. Так как
1 30,01—30,042 |
0,05 Р 4- + 4-
гипотеза о равенстве средних принимается. Следовательно, настроеч-
ный размер за данный промежуток времени не изменился
Если выборочные дисперсии окажутся неоднородными, следует
вычислить значение критерия
где О1—И t>2=S22/«2.
Разницу между выборочными средними считать значимой (на
уровне значимости а), если
|di — J2I > Т.
1.7.	По данным задачи 1.5 определить, существенно
ли отличаются настроечные размеры станков?
1.8.	Сравнить средние значения наибольшей высоты
профиля шероховатости шлифованных поверхностей
7
1.2. Исходные данные к задаче 1.8
<
, вари-
ант
Уровень
значи-
мости а
Объем выборки
Шероховатость,
МММ
Дисперсии, мкма
*^шах 2
1
2
3
4
5
0,01
0,05
0,05
0,05
0,01
12
12
12,5
12,5
18
0,6
9,6
10
10
14,2
0,8
0,8
1,2
1,2
1.2
4,2
4,2
3,4
3,4 ..
2,8
валов на двух технологических режимах в зависимости
от уровня значимости а, объема п мгновенных выборок и
’дисперсии s2 (табл. 1.2).
1.9. По результатам (табл. 1.3) измерений линейных
размеров валов от базового торца до уступа, обработан-
1.8. Отклонения линейных размеров валов (к задачам 1.9, 1.11)
№
строки
Выборка № 1
Выборка М 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| 11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
•	25
4-0,04
4-0,05
4-0,04
4-0,07
—0,01
—0,02
4-0,06
—0,04
—0,09
—0,08
—0,09
—0,01
-0,04
—0,08
—0,07
-0,14
—0,05
—0,08
—0,04
—0,05
-0,04
—0,03
—0,06
—0,07
—0,01
+0,07
+0,05
+0,03
4-0,02
+0,01
—0,05
—0,09
-0,04
—0,06
-0,05
-0,07
-0,11
—0,09
—0,10
+0,04
-0,01
+0,03
+0,07
+0,05
—0,02
+0,02
+0,09
—0,02
+0,02
+ 0,04
+0,01
+0,01
—0,04
—0,05
—0,01
+0,04
-0,05
—U. 03
—0,04
0,00
—0,04
+0.04
—0.04
—0,07
-—0,12
-0,14
—0,06
—0,01
—0>
-0,13
—0,03
+ 0,05
-0,01
—0,08
—0,04
—0,03
—0,02
—0,05
—0,05
—0,06
—0,07
+0,06
+0,02
+0,02
—0,04
+0,13
+0,04
-0,09
-0,09
—0,08
+0,03
-0,04
—0,03
—0,08
—0,11
—0,12
—0,01
-0 07
+0,04
+0,07
—0,06
—0,12
+0,02
+0,02
-0,04
-0,04
-0,05
-0,03
—0,07
—0,01
-0,09
+0,05
+0.01
+0,01
-0,01
—0,03
—0,01
-0,07
—0,02
—0,03
—0,08
—0,08
+0,08
+0,01
+0,02
—0,04
—0,06
—0,05
—0,01
—0,04
-0,02
—0,04
—0,07
—0,09
—0,01
+0,06
—0,05
+0,04
—0,02
—0,12
—0,06
—0.15
—0,05
—0,07
+0,04
—0,06
+0,01
—0,01
-0,04
—0,06
—0,03
+0,04
-о 02
—0,01
—0,05
—0,12
—0,01
—0,06
—0,09
+0,02
—0,01
+0,04
—0,01
-0,04
—0,03
—0,02
+0,03
+0,04
+0,01
—0,01
-0,04
-0,02
—0,03
0,00
+0.01
—0,02
-0,05
-0,06
—0,09
+0,05
-0,07
—0,10
+0,02
+0,13
+0,04
+0,01
—0,05
—0,03
-0,03
-0,08
-0,02
-0,0]
-0,01 -
0,00
+0,03 .
-0,04 '
—0,05
—0,09 •
-0,05
0,00 .
8
ных на токарном полуавтомате, построить эмпирические
гистограмму и полигон распределения. Проверить пред-
положение о том, что распределение размеров подчиня-
ется нормальному закону. Определить параметры тако-
го распределения.
1.10.	По результатам измерений (табл. 1.4) шлифо-
ванных шеек валов диаметром 80	проверить
предположение о том, что распределение размеров под-
чиняется закону Гаусса.
1.4. Частота tn повторяемости измеренных размеров (к задаче 1.10)	
Диаметр вала, мм	Варианты
	1	2	3	4	5
80,057	1	2	3	4	3
80,052	2	1	2	3	3
80,050	5	5	7	9	7
80,047	12	14	12	10	8
80,043	30	28	18	24	30
80,040	33	28	23	31	28
80,038	20	22	30	23	18
80,034	9	10	12	8	10
80,031	7	7	6	5	8
80,029	0	1	4	2	2
80,024	1	2	3	1	3
1.11.	По данным задачи 1.9 определить, по какому
квалитету точности может быть выполнена токарная
обработка валов, если номинальный размер от базово-
го торца до уступа равен 28; 52 и 185 мм.
1.12.	Определить возможна ли на токарном полуав-
томате обработка валов диаметром 40_о,25 мм с задан-
ным отклонением, если выборочные среднее и среднее
квадратическое отклонение, вычисленные по результа-
там измерений л=20 деталей, составили В= 39,88 мм и
5=0,025 мм.
1.13.	На револьверном станке обрабатывают партию
валов 300 шт. диаметром ЗО_о>1 мм. По результатам из-
мерения п=50 пробных валов величины среднего и
среднего квадратического отклонений составляют д—
= 29,97 мм и s=0,019 мм. Определить число годных и 1
бракованных деталей.
Решение. Интервал рассеяния размеров обрабатываемых ва-
лов относительно выборочного среднего (в предположении, что их
распределение подчиняется закону Гаусса)
= ±As= ±3-0,019 = ±0,057 мм.
9
Из расположения поля рассеяния фактических размеров валов
по отношению к полю допуска очевидно, что часть размеров валов
(область размеров F2) будут выходить за допустимый наибольший
размер (рис. 1.1),
Вся площадь под кривой распределения (полагаем, что она под-
чиняется закону Гаусса) равна 1, половина ее — 0,5. Тогда
*
о
f е 2^-0,5Ф(г),
где Ф (г) — функция Лапласа.
Величина z=&[s в рассматриваемом случае
Д,	dH6—г/	30 — 29,97
5 з	0,019
= 1,58.
Тогда Ф(г) = Ф(1,58) —0,44 и F2=0,5—Ф(г) — 0,5—0,44 — 0,06,
т. е. 6 % деталей (18 шт.) будут бракованными, брак исправим.
1.14.	Определить число годных деталей, исправимо-
го и неисправимого брака при обработке на токарном
полуавтомате партии валов 450шт. диаметром 40-QJ6мм,
если среднее квадратическое отклонение s и Дсм=^—dCp
(см. рис. 1.1), вычисленные по результатам измерений
пробных валиков, имеют значения, приведенные в
табл. 1.5.
1.15.	Определить число годных деталей, исправимого
и неисправимого брака при растачивании отверстий диа-
метром 130+0’1 мм в партии корпусных деталей 200 шт.,
если среднее квадратическое отклонение по результатам
измерения 50 деталей составило s — 0,026 мм и смещения
। Рис. 1.1. Распределение раз-
меров валов (к задачам 1.13
и 1.14)
кривой распределения разме-
ров относительно середины по-
ля допуска не происходит.
1.16.	В процессе шлифова-
ния плоских деталей извлечено
24 выборки объемом л=4 с ин-
тервалом в 20 мин. По резуль-
татам измерения параметра
шероховатости /?твх найдены
его средние значения и •
фактические поля рассеяния
(размахи) со, которые приведе- >
ны в табл. 1.6. Построить конт-
рольные карты средних а риф- »
метических значений и разма-
хов. Рассчитать границы регу- ‘
лирования, если рассматривав-
10
1.5. Исходные данные к задаче 1.14
Вариант	Среднее квадратическое отклонение мм	Величина смещения ACMj мм
1	0,03	—0,02
2	0,03	+0,02
3	0,04	—0,02
4	0,04	0
5	0,04	+0.02
1.6. Изменение средних значений параметра шероховатости /?шах
и фактических полей его рассеяния (размахов) ш
при шлифовании плоских заготовок (к задачам 1.16, 1.17)
ЛЬ вы- борки	^тах ’ мкм	мкм	ЛЬ вы- борки	мкм	1	"в мкм	№ вы- борки	Ятах * мкм	мкм
1	10,03	0,16	9	10.04	0,27	17	10,08	0,24
2	10,07	0,28	10	9,20	0,41	18	10,02	0,02
3	10,05	0,14	11	9,95	0,20	19	10,01	0,18
4	10,05	0,35	12	9,98	0,16	20	9,99	0,08
5	9,98	0,18	13	10,02	0,09	21	10,03	0,25
6	9,88	0,28	14	10,00	0,05	22	9,98	0,17
7	10,01	0,22	15	9,98	0,25	23	10.06	0,31
8	9,99	0,10	16	9,94	0,08	24	10,02	0,28
мый процесс шлифования характеризуется средним
квадратическим отклонением о=0,1 мкм.
1.17.	По данным задачи 1.16 определить моменты
правки шлифовального круга (в предположении, что из-
менение высотного параметра шероховатости связано с
износом рабочей поверхности шлифовального круга).
1.18.	Выбрать план контроля и рассчитать границы
регулирования (с применением контрольных карт сред-
них арифметических значений и размахов) процесса рас-
тачивания отверстий диаметром 130,05±0,05 мм в кор-
шусных деталях, если процесс растачивания характери-
гзуется средним квадратическим отклонением о=0,01 мм, 1
<а средние длины налаженного и разлаженного процесса
соответственно равны Lo=2O и Lj= 1,18.	•
§ 1.2. ПОСТРОЕНИЕ, РАСЧЕТ И АНАЛИЗ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ
При проектировании технологических процес-
сов механической обработки заготовок чаще всего воз-
никают задачи по правильному и обоснованному опре-
делению операционных размеров и допусков на них. Они
могут быть решены с помощью размерного анализа [21,
25].
Обычно допуски и предельные отклонения на разме-
ры деталей определяют исходя из расчета сборочных
размерных цепей (см. § 3.1). Это предопределяет после-
довательность обработки отдельных поверхностей, кото-
рая не всегда может быть выполнена при обработке за-
готовок на настроенных станках, поскольку технологи-
ческие базы могут не совпадать с конструкторскими
[25]. Возникает необходимость устанавливать на осно-
ве выявления и расчета размерных цепей технологиче-
ские размеры для выполнения отдельных операций и пе-
реходов. Однако может оказаться, что принятая последо-
вательность обработки является неприемлемой, так как1
допуски на технологические размеры трудновыполнимы.]
В этом случае необходимо пересмотреть последователь-
ность обработки поверхностей заготовок.
Размерный анализ технологического процесса меха-
нической обработки проводится в следующем порядке
(рис. 1.2). Вычерчивается совмещенный эскиз детали н
заготовки (в одной или нескольких проекциях), на кото-:
ром указывают размеры детали At с допусками, задан-]
ными конструктором, и размеры заготовки Bjt подлежа-
щие определению. В соответствии с предварительно раз-
работанным технологическим процессом обработки заго-
товки на эскиз детали условно наносят припуски Zn,
где п — номер поверхности, к которой относится при-
пуск. Все поверхности заготовки и детали нумеруют по
порядку, слева направо, и через них проводят верти-
кальные линии. Между вертикальными линиями указы-
вают технологические размеры S*, получаемые в резуль-
тате выполнения каждого технологического перехода
(при этом точка ставится на линии, соответствующей
поверхности, которая используется в качестве базовой
при установке заготовки или настройки инструмента).
Расчет размерных цепей начинают с последней опера-
ции, т. е. по размерной схеме снизу вверх. Для размер-
12
.1
операции.	Размерная схема, процесса обработка	Размерные цепи и результаты анализа
Рис. 1.2. Размерная схема процесса механической обработки
ного анализа важно, чтобы в каждой новой цепи был
неизвестен только один размер. При этом замыкающим
размером (на рис. 1.2 он заключен в квадратные скоб-
ки) может быть либо припуск, либо конструкторский
размер детали.
13
a)
б)
В)
Рис. 1.3. График размерных связей процесса механической обра-
ботки:
а — производное дерево; 6 — исходное дерево; в — совмещенный граф
Построение технологических размерных цепей реко-
мендуется проводить при помощи графов. Порядок по-
строения графа технологических размерных цепей (рис.
1.3) следующий. Вначале строят производное дерево, за-
тем исходное и после этого производят совмещение де--
ревьев. Для построения производного дерева в качестве
корня (вершины) следует выбирать поверхность, от ко-
торой начинается обработка заготовки (в рассматривае-
мом примере в качестве вершины графа принята по-
верхность 9). Такую вершину вычерчивают в виде двой-
ного кружка и из него проводят ребра, соответствую-
щие выполняемым от этой вершины размерам (см. рис.
12). На ориентированных концах этих ребер указывают
в виде кружков вершины (поверхности), в которые они
упираются стрелками. Ребра производного дерева, изоб-
ражающие размеры заготовки, можно не ориентировать
(на рис. 1.3 они выполнены в виде двойных линий).
Аналогичным образом строится исходное дерево, ребра
которого изображают неориентированными в виде дуг
(конструкторские размеры) и ломаных линий (припуски
на обработки).
Любой замкнутый контур совмещенного графа обра-
зует размерную цепь, у которой ребро исходного дерева
является замыкающим звеном, а ребра производного де-
рева— составляющими звеньями.
Технологическая размерная цепь, таким образом,
представляет собой совокупность размеров, образующих
I
замкнутый контур и определяющих взаимное располо-
жение поверхностей (или осей) заготовки. Замкнутость
размерной цепи приводит к тому, что на размеры, вхо-
дящие в размерную цепь, не могут назначаться незави-
симо допуски и отклонения. Любая технологическая
размерная цепь (см. рис. 1.2 и 1.3) имеет одно замыка-
ющее звено и два или более составляющих (увеличива-
ющих или уменьшающих) звеньев. В процессе обработ-
ки заготовки замыкающее звено получается послед-
ним.
Решение о том, какое звено размерной цепи является
замыкающим, может быть принято лишь на основе раз-
мерного анализа технологического процесса обработки
заготовки.
Технологические размерные цепи решают методами
полной и неполной взаимозаменяемости.
При решении прямой задачи, когда по параметрам
замыкающего звена (номинальное значение, верхнее и
нижнее отклонения и т. п.) требуется определить пара-
метры составляющих звеньев, для упрощения определе-«
ния допусков на составляющие размеры (за исключени-।
ем одного из них) рекомендуется определять среднюю
точность по квалитету составляющих звеньев в числах
единиц допуска ас [см. 25, с. 107] в зависимости от зна-
чения допуска замыкающего звена > мкм;
при методе полной взаимозаменяемости
Йе =	,	(’-О
Si ZaiI1AI
где т — число составляющих (увеличивающих и умень-
шающих) звеньев, — передаточное отношение, роль
которого выполняют тригонометрические функции, ис-
пользуемые при проектировании составляющих звеньев
на направление замыкающего звена (для цепей с парал-
лельными звеньями U —+ 1—для увеличивающих зве-
ньев и	—1—для уменьшающих звеньев), iAi —
значение единицы допуска для диапазона размеров, ко-
торому принадлежит увеличивающий или уменьшаю-
щий размер цепи [25, с. 34, 107];
15 !
при методе неполной взаимозаменяемости
С ---
с 2 « 2 л 2
М/ ЛЛ/ 1А1
(12)
где t—коэффициент риска, значение которого принима-
ется в зависимости от процента риска Р, процента вы-
хода размера замыкающего звена за пределы его допу-
ска [25, с. 16],	— коэффициент относительного рас-
сеяния размеров цепи
для нормального за-
кона,	---для закона Симпсона,	— для.
закона равной вероятности).
Некоторые особенности имеет методика расчета раз-
мерных цепей, у которых замыкающим звеном является
припуск на обработку. Вначале табличным способом или
расчетом определяют его минимальную величину Zmin
(см. § 2.2). Затем определяют значение наименьшего
предельного размера увеличивающего звена S^mln или
наибольшего предельного размера уменьшающего звена
maxi
mln
ng
g min
nl
I max»
(1.3)
где ng н ni — соответственно число увеличивающих и
уменьшающих звеньев.
После чего для данного звена устанавливают допуск,
назначают предельные отклонения (верхнее EsS и ниж-
нее EiS) и определяют его номинальный размер
=s= Sg mm—E iS	£ 1.4)
или
=S( max—EsS.	(1.5)
Далее определяют номинальный размер припуска
Z и его наибольшее значение Zmax:
п.
ng
I
-I
1
16
ng
max
nt
^max	П-7)
1 1
Находят верхнее EsZ и нижнее EiZ предельные от-
клонения припуска:
EsZ=Zraax—Z;	J 1.8)
£iZ=Zrain—Z.	(1.9)
Правильность расчетов проверяют по уравнениям
ng	п1
EsZ = 2 EsSg -^Ei Sj
1	1
ng	nl
EiZ = ^EiSg—^ EsSt.
I	1
(1.10)
Ниже рассмотрим следующие задачи по построению,
расчету и анализу технологических размерных цепей:
определение параметров (номинального размера, до-
пуска, верхнего и нижнего отклонений) замыкающего1
звена (обратная задача, см. задачу 1.19);	.
определение параметров одного из составляющих зве-
ньев (прямая задача, см. задачи 1.20—1.25);
проведение размерного анализа технологических про-
цессов обработки заготовок резанием (задачи 1.26—
1.29).
1.19.	Определить методом полной взаимозаменяемо-
сти, с какими отклонениями будет выполнен размер от
уступа до оси отверстия (табл. 1.7).
1.20.	Определить, с какими отклонениями при обра-
ботке резанием должен быть выполнен размер А (рис.
1.4).
1.21.	Установить допуск и подобрать отклонения на
операционный размер 120 мм (рис. 1.4) в соответствии
Рис. 1.4. Схема механической обра-
ботки заготовки (к задачам 1.20 и
1.21)
17 =
1
1 7. Исходные данные к задаче 1.19
Вариант
Размер
б
2
3
6
А
Д s,
Ад,
О
мм	12 + 0,09	10 ± 0,11	£—0,09	6 + 0,11
мм	$2-0,12	62—0,19	52 + 0,15	«-о,.
мм	42+0,08	32 ±0,05	32_о.,	2°-о,13
	50 %	40	30	20
6—0,22
42 + 0,05
2О+0,13
20
6—0,22
2о+°*13
О
с ГОСТ 25347—82, если размер 30 мм задан с отклоне-
ниями +0,065.
Решение. Составим схему размерной цепи (рис. 1.5). В дай-,
ном случае
°'13 ^^,+0,14.
Требуется по заданному допуску и отклонениям замыкающего
звена определить допуски, верхние и нижние отклонения состав-
ляющих звеньев.
Допуски на составляющие размеры обычно (особенно при не-
большом числе звеньев в размерной цепи) назначают методом под-
бора, используя значения, приведенные в ГОСТ 25347—82. Средняя
точность по квалитету составляющих звеньев может быть опреде-
лена по уравнению (1.1):
130	130’
Значения единиц допуска для размеров Ai = 90 мм и А2=
= 120 мм, а также среднюю точность по квалитету находим по
|25, с. 34, 107]. Принимаем ближайшее меньшее табличное значение
вс = 25, которому соответствует точность 8-го квалитета. В таком
случае
Т\ = ГА, = °’054 и ГЛД “	~
- 0,054 + 0,054 - 0,108 < 0,13,
Рнс. 1.5. Схема размерной цепи (к задаче 1.21):
At — уменьшающий размер; Аа — увеличивающий размер
18
т. е. заданная точность замыкающего звена обеспечивается с неко-
торым запасом;
k = ТА^ЯП1ТА.. « 0,13/0,108 - 1,2,
^дзад' ^Дфакт ’ ' ’	> •
где ТА йзад и Л4дфдкт— соответственно заданное и фактически обеспе-
чиваемое значение допуска замыкающего звена. Следует стремиться
при назначении допусков на составляющие звенья к тому, что-
бы £=1.
Вполне приемлемым является вариант, когда допуск иа состав-
ляющие звенья выполняют с точностью по разным квалнтетам, учи-
тывая трудность выполнения того или иного размера при обработке.
В данном случае можно принять Т А^ =0,087 мм (точность по
9-му квалитету| и ТА* =0,035 (точность по 7-му квалитету). Тог-
да Тд^ = TAt 4- TAi =0,087+0,035=0,122 мм и £=0,13/0,122 =
= 1.07 Поскольку на операционный размер предстоит подобрать от-
клонения в соответствии с ГОСТ 25347—82, допуск на него опре-
делим из уравнения
0,13 - TAi +0,035; TAi = 0,095 мм.
Очевидно, Л2= 120-090з5 и координятэ середины поля допускз ня
размер Аа Ь’сЛ^——0,0175. Определим координату середины поля
допуска на размер Ль
£сЛд=—ЕсЛ1+£сЛ2,
0=—£cAi+(—0,0175). ЕсА^— 0,0175.
Тогда верхнее и нижнее отклонения иа размер At
EsAt - —0,0175 +	0,095 ~ 0,03 мм;
ElAt =- —0,0175—-77-0,095 =« —0,065 мм.
Наиболее подходящими отклонениями (по ГОСТ 25347—82) на
ралмер Л,=90 мм являются £sAj = O и £iAt =—0,054 мм (8-й
кналитет).
В таком случае фактическое значение координаты середины поля
допуска замыкающего звена
^дфакт- —-£М, + £сЛ,—( —0,027) +(0,0175) -0,0095 мм.
Верхние н нижние отклонения иа размер Лд=30 мм
£5ЛДфакг =•== 0,0095 + -zj-(0,054 + 0,035) « 0,054 мм;
£/Лдфа|ст-0,0095—у- (0,054 + 0,035) -= —0,035 мм,
т. е. находятся внутри заданного поля допуска.
1.22.	Установить методом полной взаимозаменяемо-
сти допуск и подобрать отклонения на операционный
размер А2 (табл. 1.8) в соответствии с ГОСТ 25347—82.
19
1.8 Исходные данные к задаче 1.22
1^д—. W.—	ФК IHCBir-WW*»
Размер» мм	Вариант								
	1		1	2		3		4 1		5
А> А*	150—0,16 52-о,3		150_0j6 52 ±0,15		150-0,16 52+0>3		150 ±0,08 52-о,з		150 + 0,08  * 52 ±0,15
Размер, мм		Вариант							
		6		7		8		9	
а, а>		150 ± 0,08 52+°’3		150 52	+0,16 —0,3	150+°'16 52 ±0,15		150+0’16 52+°’8	
1.9. Исходные данные к задаче 1.23 (см. эскиз к табл. 1.8)
Размер, мм	Вариант							
	1	2		3		4		5
А, а®	150_0j 16 52-о,12	15О-о,1б 52 ±0,06		150. 52 4	-0,16 -0,12	150 + 0,08 52-0,12		150 + 0,08 52 ± 0.06
Размер, мм	Вариант							
	6		7		8		9	
А. А,	150 ±0,08 52+0’12		150+ОД6 52_о,12		150+оД6 52 ± 0,06		150+°’16 52+0‘12	
20
1.23.	Установить методом полной взаимозаменяемости
и подобрать отклонения на операционный размер
(табл. 1.9) в соответствии с ГОСТ 25347—82.
1.24.	Определить методом полной взаимозаменяемо-
сти допуск, верхнее и нижнее отклонения на операцион-
ный размер /43 (табл. 1.10).
1.25.	Определить методами полной и неполной взаи-
мозаменяемости допуски, верхние и нижние отклонения
на операционные размеры А и А2 (табл. 1.11).
1.26.	Для вала (рис. 1.6) разработать маршрутный
технологический процесс механической обработки и на-
значить припуски на обработку. Провести размерный
анализ принятого процесса обработки, выявить с помо-
1.1 о. Исходные данные к задаче 1.24
1.11. Исходные данные к задаче 1.25
Рп 1мер, мм	Вариант				
	1	2	I	3	4	в
Н,	20+0.13	20+c>1S	2о+°’13	20 4*0,065	20 4-0,065
 Н,	8^-0,19	80 4-0,085	go+одэ	19	80+°’19
21
Рис. 1.6. Эскиз вала (к за-
даче 1.26)
щью графов размерные цепи и
решить их методом полной
взаимозаменяемости.
1.27.	Для вала, изготовляе-
мого из стали 45, в соответст-
вии с исходными данными,
приведенными в табл. 1.12, раз-
работать маршрутный техноло-
гический процесс механической
обработки и назначить припу-
ски на обработку. Назначить и
определить линейные размеры заготовки (получаемой
горячей штамповкой на прессах в закрытых штампах)
исходя из размерного анализа принятого процесса обра-
ботки.
1.28.	Для втулки, изготовляемой из стали 35, в со-
ответствии с исходными данными, приведенными в табл.
1.13, разработать маршрутный технологический процесс
обработки при условии, что заготовкой втулки является
штамповка, получаемая на горизонтально-ковочных ма-
шинах. Назначить припуски на обработку, провести раз-
мерный анализ процесса обработки. С помощью графов
выявить размерные цепи. Рассчитать технологические
операционные размеры на выполнение отдельных опера-
1.12. Исходные данные к задаче 1.27
Вариант
Размер
2
£
3.
А.	мм	30—олз	^-0,16	40 +0,08	60-0,12	60 + 0,06
/1,,	мм	60 + 0,15	70-0>з	80 + 0,15	^-О'Зз	ioo_0>35
	мм	1 ^0—0,87	130_0fS4	14°-0,54	l50-0,63	iGO-i.o
	мкм	30	Rz «—15	Rz = 15	Rz "= 15	Ra = 1*6
	мкм	Rz ~ 15	Rz — 15	Rz — 15	Ra = 1,6	Ra = 1*6
R*	мкм	Rz~ 15	Rz- 15	Ra = 1,6	Ra = 1,6	Ra = 1,6
IЛ 8. Исходные данные к задаче 1.28
Размер	Вариант				
	1	2	3	4	5
мм	2^—0,21	20-0,21	40—o,i6	40-0,16	60-O,12
А„ мм	4q+0,25	50 ±0,08	6O+0’3	80 ±0,15	1OO+0*22
Л1, мм	^0—0,62	60-0,74	80—0,46	!00_ 064	>20-0.54
Rit мкм	Rz- 15	Rz 15	Rz »=* 15	Rz « 15	Rz = 15
Rlt мкм	Rz «= 15	Rz «* 15	Ra «=1,6	Ra — 1,6	Ra — 0,8
мкм	Rz e 15	Ra -» 1,6	Rd “1,6	Ra = 0,8	Ra — 0,8
/?4, мкм	Rz - 15	Rz — 15	Rz - 15	Ra - 1,6	Ra- 1,6
т so
360
Рис. 1.7. Эскиз корпусной детали (к задаче 1.29). Неуказанные
отклонения на размеры — по 14-му киалитету
23
ним и переходов. Определить линейные размеры заго-
товки.
1.29. Для корпуса, изготовляемого из чугуна СЧ 20
(рис. 1.7), разработать маршрутный технологический
процесс обработки заготовки резанием (при обеспечении
принципа постоянства баз}. Заготовкой корпуса явля-
ется отливка 3-го класса точности. Провести размерный
анализ (в трех координатных плоскостях) для принятого
технологического маршрута обработки. Рассчитать про-
межуточные технологические размеры на обработку от-
дельных поверхностей. Назначить и рассчитать размеры
отливки.
§ 1.3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ
БАЗИРОВАНИЯ И РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ
УСТАНОВОК
Обеспечение заданной точности механической
обработки с использованием приспособлений в значи-
. тельной мере зависит от выбора технологических баз и
схемы установки заготовок (ГОСТ 21495—76). Обработ-
ка заготовок в приспособлениях на предварительно на-
строенных станках (способ автоматического получения
размеров) исключает разметку заготовок и последующую
выверку их положения на станке. Однако при этом воз-
никает погрешность установки заготовки
(111)
где ев — погрешность базирования; е3—погрешность за-
крепления; еп.3 — погрешность положения заготовки;
еп.з= V еус2+еи2+ес2,	(1.12)
где еус—погрешность, вызываемая неточностью изготов-
ления и сборки установочных элементов приспособле-
ния; еи—погрешность, вызываемая износом установоч-
ных элементов приспособления; ес— погрешность уста-
новки приспособления на станке.
Допуск выполнения заданных размеров I может быть
определен как
7/==еу-ро,	(1.13) j
где со — средняя экономическая точность обработки на 
металлообрабатывающих станках, данные о которой
приведены в работах [9, 26]. Для принятых метода об-
24
1AJ
работки и схемы установки заготовки ожидаемое рас-
четное значение допуска Ti должно быть меньше задан-
ного [Л]:
(1.14)
Для расчета ожидаемой точности обработки инжене-
ру-технологу необходимо определить:
. погрешности базирования в зависимости от принятой
схемы установки заготовки в приспособлении (задачи
1.30—1.50);
погрешности закрепления в зависимости от непосто-
янства сил зажима, неоднородности шероховатости и
волнистости поверхностей заготовок, износа установоч-
ных элементов приспособлений (см. [29, с. 530, табл.
11]) (задачи 1.51—1.54);
погрешности, вызываемые износом установочных эле-
ментов вя (задачи 1.55—1.57);
исполнительные размеры установочных элементов,
обеспечивающие заданную точность обработки и возмож-
ность установки заготовок (задачи 1.58—1.75).
Точность приспособлений является важнейшим фак-
тором, обеспечивающим точность изготовления деталей.
В процессе эксплуатации изнашиваются их установоч-
ные и направляющие элементы и приспособления теряют
требуемую точность. В этой связи важно уметь опреде-
лять межремонтный период П работы приспособления.
Линейный износ и установочных элементов приспо-
собления (опор) определяет погрешность еи (еи==« —
для опор, еи=w/sin-у — для призм, где а — угол приз-
мы). Величина и определяется по уравнению [29]
Wy(I+0,003Z)0,79/M
и —	Q-jQ »	(1.15)
tn •	1 tn^ 'р
где N— число устанавливаемых заготовок; Ку — коэф-
фициент, учитывающий условия обработки [29, с. 537,
табл. 20]; L — длина пути скольжения заготовки по опо-
рам при досылке ее до упора, мм (определяется исхо-
дя из условий эксплуатации приспособления); tM — ма-
шинное время обработки заготовки в приспособлении,
мин; m, mi, т2— коэффициенты [29, с. 534, табл. 151;
П\ — критерий износостойкости [29, с. 535, табл. 18];
Q — нагрузка на опору, Н; F—площадь касания опоры
25
с базовой поверхностью заготовки, мм2 [29, с. 537, табл.
19]; HV — твердость материала опоры по Виккерс)
(HV»11,6 HRCq), рекомендации по ее выбору даны е
[29, с. 537, табл. 17].
Межремонтный период /7, определяющий необходи
мость замены или восстановления установочных элемен-
тов приспособления, определяется по уравнению
(Lis
где К — коэффициент запаса, учитывающий нестабиль-
ность износа установочных элементов (/<=0,8... 0,85);
[М] —допустимое число устанавливаемых заготовок до
предельного износа установочных элементов, определяе-
мое из уравнения (1.15); Мг—годовая программа выпу-
ска деталей.
Допустимая величина износа [а] определяется допу-
стимой величиной погрешности [ем] ([«] — [еи] — для
опор и [«] = [еи] sin-^-для призм). Величина [еи] в
предположении, что погрешности еус и ес можно компен-
сировать настройкой станка, определяется как
[ей] =Ti—со— И еб2+е32.	(1-17)
Для выполнения операций обработки резанием на
металлорежущих станках часто применяют схему уста-
новки заготовок, когда комплект технологических баз
состоит из плоской поверхности (поверхностей) и от-
верстия или плоской и наружной цилиндрической по-
верхностей. При этом базирование заготовок произво-
дится на опорные пластины, установочные пальцы (ци-
линдрические и срезанные), центрирующие втулки с
гарантированным зазором, а также на цилиндрические
оправки (с гарантированным зазором или натягом)
[8, с. 40—48].
Установочные пальцы (оправки) при установке заго-
товок с гарантированным зазором изготовляют с поля-
(ми допусков g5, g6, f6, f7, e7, центрирующие втулки —
' G5, G6, F7, а цилиндрические оправки для установки за-
готовок с натягом изготовляют с полями допусков Ба-
ллов п, р, г, s, t по 5-му и 6-му квалитетам. Однако для
’каждого конкретного случая поле допуска на исполни-
’тельные размеры установочных элементов определяется
'расчетом из условия обеспечения неподвижности заго-
ловки или возможности установки заготовок и обеспечен
26

I
।	•	—г—-----
Рис. 1.8. Схема фрезерования
втулки (к задачам 1.30, 1.58,
1.59, 1.65)
ния заданной точности раз-
меров в соответствии с урав-
нением (1.13).
При установке заготовок
на отверстие с гарантиро-
ванным зазором погрешность
базирования является основ-
ной составляющей погреш-
ности установки и обуслов-
ливается величиной зазора
между технологической ба-
зой и установочным элемен-
том [8, с. 16]. Максимально возможное значение зазора
определяют по уравнению
Smax= T'jD-p’Smin-bT'd,	(1.18)
где TD — допуск базового отверстия заготовки (или цент-
рирующей втулки), Smin — минимальный зазор в сопря-
жении; Та — допуск на размер установочного элемента
(или базовой поверхности заготовки).
1.30.	На вертикально-фрезерном станке обрабатыва-
ют ступенчатую поверхность втулки, установленную на
цилиндрический палец с буртом (рис. 1.8). Диаметр ба-
зового отверстия D=30+0’039 мм, диаметр установочного
пальца ЗОЗо/иемм. Требуется определить ожидаемую
точность выполнения размеров Д1 и Л2, если известно,
что составляющие погрешности установки (погрешности
закрепления и положения заготовки) равны нулю, т. е.
Ез=еп.з=0. Точность метода обработки принять равной
<о=0,120 мм [9, с. 26].
Решение. Исходя нз схемы установки заготовки в приспо-
соблении погрешность базирования при выполнении размера
определяем по уравнению (1.18):
- TD 4- Smln 4-	- 0,039 4- 0,007 4- 0,09 -= 0,055 ми,
а погрешность базирования при выполнении размера А2 =0,
поскольку измерительная и технологическая базы совмещены.
Поскольку по условию задачи еа=еп.8==0, в соответствии с
уравнениями (1.11) и (1.13)
— ебЛ1 4- со “ 0,055 4- 0,120 — 0,175 мм,
==	4- со 0 4- 0,120 =• 0,120 мм.
1.31.	Обработка наружной цилиндрической поверхно-
сти втулок диаметром 115 мм производится при уста-
новке их с зазором на жесткой шпиндельной оправке
27
Рис. 1.9 Схема установ-
ки втулки (к задаче
1.31)
(рис. 1.9). Базовое отверстие втулок имеет диаметр
65+о.оз5 мм Цилиндрическая рабочая поверхность оправ-
ки диаметром 65(Zo,’oe) мм имеет радиальное биение
относительно ее коиусиой поверхности 0,020 мм, а бие-
ние шпинделя станка составляет 0.010 мм. Точность ме-*
тода обработки со = 0,05 мм. Определить ожидаемую точ-
ность выполнения цилиндрической поверхности втулки*
и ее возможное отклонение от соосности относительно^
базового отверстия.
1.32.	С помощью накладного кондуктора в шестерне
производится сверление отверстий. На рис. 1.10 показа-
ны две схемы базирования накладного кондуктора. Тре-
буется определить, которая из приведенных схем уста-
новки обеспечивает большую точность выполнения раз-
мера /? = 100 мм (при прочих равных условиях).
1.33.	Для фрезерования паза концевой фрезой рычаг
устанавливается в призмах (рис. 1.11). Найти зависи-
мости погрешности базирования для размеров Аь А2, А3/
А4. Угол призм а=90°. Размер Lo между осями базовых
цилиндрических поверхностей (di и d2) выполнен с от-
клонениями Н~ Т l0/2.
а)
' Рис. 1.10. Схемы базирования накладного кондуктора (к задаче
1-32)	,
-

28
Рис. 1.1 L Схема установки
рычага (к задаче 1.33)
1.34.	На горизонтально-фрезерном станке в головках’
шатуна набором фрез обрабатываются пазы шириной’
Bi и Ба (рис. 1.12). Вследствие неточности выполнения
размеров базовых поверхностей d\ и межосевого расстоя-
ния Lq возникает отклонение от соосности пазов относи-
тельно осей головок шатуна ei и е2 .Вывести расчетные за-
висимости еСе1 и для различных схем установки и
выбрать оптимальный вариант базирования шатуна для
выполнения операции.
1.35.	Возможны два варианта установки корпуса для
одновременной обработки поверхностей 1 и 2 на про-
дольно-фрезерном стайке (рис. 1.13). Найти зависимо-
сти погрешности базирования при выполнении размеров
/4Ь Д2 и Д3 для двух схем установки и определить, какая
из них обеспечивает наименьшую разность размеров Д1
и А2.
1.36.	На горизонтально-фрезерном станке набором
фрез одновременно производят обработку поверхности /,
2, 3, 4 (рис. 1.14). Вывести расчетные зависимости для
определения погрешности базирования при выполнении
размеров Дь А2, А3, А4, А$ и Дб. Указать размеры, на точ-
ность выполнения которых будет оказывать влияние не-
постоянство силы зажима Q заготовки. Размеры Ау и As
выполнены соответственно с отклонениями ± ТaJ2 и +
± TaJ2.
1.37.	На вертикально-сверлильном станке производят
обработку ступенчатого отверстия комбинированным
зенкером (рис. 1.15). Вывести зависимости для определе-
ния погрешности базирования размеров Д1, A2j,A3, Д5, Di
и D2.
1.38.	На вертикально-сверлильном станке производят
зенкерование отверстия и подрезку торца, выдерживая
размеры Дь А2, Д3, Д5 и D (рис. 1.16). Вывести расчет-
ные зависимости для определения погрешности базиро-
вания при выполнении указанных размеров. Размер Д*
выполнен с отклонениями ±7^/2.
29
*
Рис. 1.12. Схемы обработки пазов в головках шатуна (к задаче
1.34):
к Ajнастроечные размеры
30
a)	ff)
Рис. 1.13. Схемы обработки поверхностей корпуса (к задачам 1.35
и 1.62)
Рис. 1.14. Схема обработки по-
верхностей заготовки (к задаче
1.36)
Рис. 1.15. Схема обработки отя
верстия (к задаче 1.37)
1.39.	При обработке
поверхностей заготовки
на горизонтально-фре-
зерном станке набором
фрез возможны два ва-
рианта установки (рис.
1.17). Требуется опре-
делить, какая схема ус-
тановки обеспечивает
выполнение заданной
точности размеров:
50+0’3 мм, 75-0,2 мм и
Рис. 1.16. Схема обработки поверх-
ностей заготовки (к задаче 1.38)
31
- a)
Рис. 1.17. Схемы установки заготовки при фрезеровании (к зада
чам 1.39 и 1.70)
SO
ff)
40±0,1 мм. Наружная цилиндрическая поверхность за<
готовки R=ЗО-о,1 мм, диаметр отверстия £>=30+0’021 мм
Размеры установочных пальцев d=“30 —0’020 мм. Угол
призмы а««90°. Средняя экономическая точность мето
да обработки со == 0,050 мм. Погрешностями закрепление
заготовки и погрешностью положения заготовки в при-
способлении пренебречь, т. е. принять е3=еп.8=,0.
1.40.	На рис. 1.18 приведены возможные схемы ус-
тановки шатуна в приспособлении для сверления четы-
рех отверстий через кондукторные втулки. Кондуктор-
ная плита имеет жесткую связь с корпусом приспособле-
ния. Требуется при точности изготовления базовых по-?
1^2 Рис. 1.18. Схемы установки ша-
туна при сверлении отверстий
(к задачам 1.40, 1.64 и 1.69)
32
перхностей заготовок d—7О-о,з мм, D = 30+0,033 мм и их
межосевого расстояния £о=2ОО±О,О5 мм определить
Погрешность базирования при выполнении размеров Ai,
Л2, А3, А4 и возможное отклонение от соосности обраба-
тываемых отверстий относительно плоскости симметрии
базовых поверхностей ei и е2. Выбрать, какая из приве-
денных схем базирования обеспечивает наибольшую
точность выполнения указанных размеров. Угол призм
а =90°, диаметр установочных пальцев 30_o’ois мм.
1.41.	При установке заготовок на плоскую поверх-
ность и два отверстия производят обработку поверхно-
стей 1, 2, 3 и паза, выдерживая размеры A, Ay А2, А3,
Аз, А6 и Ai (рис. 1.19). Требуется:
1) определить погрешность базирования для указан-
ных размеров, если известно, что базовые отверстия за-
готовок и £>2 выполнены с допуском ТТd —
«=0,013 мм, установочные пальцы di и d2— с допуском
Та, =	=0,009 мм, а минимальный зазор в сопряже-
нии базовых отверстий с установочными пальцами
Si min=S2 min=0,007 мм. Размер между осями базовых
отверстий выполнен с отклонениями ±0,05 мм;
2) определить, возможна ли обработка поверхностей
/ и 3 одновременно набором фрез, если заданная точ-
ность для размеров А и Аз—ТА =Т5==0,15 мм, а средне-
вкономическая точность принятого метода обработки
<0=0,1 мм.
1.42. На горизонтально
-протяжном станке обрабаты-
вают шпоночный паз (рис.
1.20). Требуется вывести
расчетные зависимости и
определить погрешность
базирования при выпол-
нении размеров Л и В, а
Рис. 1.19. Схема установки заго-
товки при механической обработке
(к аадачам 1.41 и 1.63)
Рис. 1.20. Схема обработки
шпоночного паза (к задачам
1.42 и 1.68)
2 Заказ № 366
33
можное отклонение от перпендикулярности оси
1 шпоночного паза относительно ^сей отверстий £>i и D2
1 если известно, что диаметры базовых отверстий выполне-
1 ны с допусками ТDl = T=0,025, а установочных паль-
; цев — с допусками ТТа? — 0,011 мм; минимальный
зазор в сопряжении базовых отверстий рычага с уста-
новочными пальцами приспособления Siт1п=52пип=з
= 0,009 мм.
1.43.	На горизонтально-фрезерном станке за два ус-
танови производят обработку поверхностей головок ша-
туна, установленного плоскостью и двумя отверстиями
на цилиндрический и срезанный пальцы (рис. 1.21). Ба-
зовые отверстия выполнены в размер £>1=2)2=50+°’039 мм.
Установочные пальцы изготовлены в пределах поля до-
пуска диаметром 50 f 7(Zo‘?5o) мм. Определить точность
выполнения размера 70 головки шатуна и возможность
обработки поверхностей шатуна набором фрез при за-
данной точности выполнения размеров 45+ол мм. Допуск
на размер между осями отверстий TL=0t\ мм. Точность
метода обработки со=0,050 мм.
1.44.	Для обработки шпоночного паза концевой фре-
зой на вертикально-фрезерном станке возможны четыре
различные схемы установки заготовки (рис. 1.22, а—г).
Вывести расчетные зависимости для определения погреш-
ности базирования для размеров А2 и В, а также по-
грешности базирования, обусловливающей появление от-
клонения от соосности шпоночного паза относительно
плоскости симметрии заготовки. Выяснить, при каких
схемах установки возникает отклонение от параллельно-.
Рис. 1.21. Схема обработки шатуна (к задачам 1.43 и 1.75)
34 -
Рис. 1.22. Схемы установки заготовки при обработке шпоночного паза (к задачам 1.44, 1.71 и 1.72)
сти дна шпоночного паза относительно осей отверстий
Di и £>2 и по какой причине (дать расчетную зависи-
мость) .
1.45.	У цилиндрических втулок с наружным диамет-
ром d=8O~o,2 мм и внутренним D=40+°1050 мм требует-
ся фрезеровать шпоночный паз* шириной В=18+0>1 мм,
выдерживая размеры //=70_0(2 мм и /i=90+°’s мм (рис.
1.23, а—е). Смещение оси шпоночного паза е относи-
тельно диаметральной плоскости втулки не должно пре-
вышать 0,1 мм. Выбрать такую схему установки (из ше-
сти), для которой расчетная погрешность базирования
для выполняемых размеров В, Н, h и отклонение от со-
осности е минимально и обеспечивается достижение за-
данной точности обработки.
Угол призм сс=90°, максимальный зазор при установ-
ке заготовки на палец или во втулку Smax=0,01 мм. До-
пуск на изготовление установочного пальца и центриру-
ющей втулки равен 0,02 мм. Точность метода обработки
W = 0,060 ММ. ПрИНЯТЬ £з = ЕПз = 0.
1.46.	В торце валов, обработанных в размер диамет-
ром 65-о,2 мм, требуется просверлить отверстие диамет-
ром 12,0 мм. Положение оси отверстия определяется раз-
мером Н, заданным от образующей цилиндрической по-
г)
Рис. 1.23. Схемы установки заготовки при обработке шпоночного
паза (к задаче 1.45)
36
Рис. 1.24. Схемы установки кондукторной втулки при сверлении
отверстия в торце вала (к задаче 1.46)
верхности вала. При проектировании приспособления
возможны три варианта /, 2, 3 расположения втулок в
кондукторной плите относительно призмы, в которую ус-
танавливают вал (рис. 1.24). Определить, при каком по-
ложении кондукторной втулки обеспечивается наимень-
шая погрешность базирования для размера Н. Угол
призмы а=90°.
1.47.	На торцовой поверхности валов, устанавливае-
мых в призму, сверлятся два отверстия диаметром 10 мм
(рис. 1.25). Требуется, чтобы разность размеров Hi и Н^
Рис. 1.25. Схемы расположения кондукторных втулок относительно
призмы (к задаче 1.47)
37
Рис. 1.26. Схема установки заго-
товки при фрезеровании паза (к
задачам 1.48, 1.60 и 1.66)
Рис. 1.27. Схема установки за-
готовки при фрезеровании (к
задаче 1.49)
заданных от образующей цилиндрической поверхности
до оси обрабатываемого отверстия, была минимальной.,
Рассчитать, при каком расположении кондукторных вту-
лок относительно призмы данное требование будет обес-
печиваться. Диаметр вала 80+0-15 мм, угол призмы а=
=90°.
1.48.	Для фрезерования паза заготовку устанавлива-
ют в центрирующую втулку (рис. 1.26). Найти зависимо-
сти для определения погрешности базирования для раз-
меров Л2, Л3, А4 и А5 при заданной точности разме-
ров заготовки N, A, d и центрирующей втулки D.
1.49.	На вертикально-фрезерном станке концевой
фрезой обрабатывают ступенчатую поверхность крышек,
устанавливаемых в центрирующую втулку (рис. 1.27).
Найти зависимости для определения погрешности бази-
рования для размеров Ль А2 и Д8 при заданной точно-
сти размеров заготовки d, dj и центрирующей втулки D.
1.50.	Для фрезерования поверхности 1 и 2 использу-
ют две схемы установки заготовки (рис. 1.28). В каче-
стве технологических баз в обоих случаях используют
наружную цилиндрическую поверхность d, торцовую по-
верхность и отверстие заготовки. Требуется:
I) найти зависимости для определения погрешности
базирования для размеров Alt А2 и Д3;
2) определить, на точность выполнения каких разме-
ров будет оказывать влияние погрешность закрепления в
приведенных схемах установки.
Размеры заготовки d и D выполнены с допусками Та
38
Рис. 1.28. Схемы установки
заготовки при обработке (к
задачам 1.50, 1.73 и 1.74)
б)
и TD, отверстие центрирующей втулки Di — с допуском
Т Df
1.51. Заготовки из чугуна (7?П1ах=200... 300 мкм,
НВ 170... 190) устанавливают на рифленые опоры
7034-0379 ГОСТ 13442—68 (£>=20 мм, 7=2 мм, Ьх =
=0,5 мм). Действующая по нормали на одну опору си-
ла Q=2000zfc300 Н. Допустимый износ опоры [«] =
=300 мкм. Определить погрешность закрепления е3 при
наибольшем износе опор приспособления.
Решение. Используя уравнения [29, табл. 11], определим:
а) погрешность закрепления вследствие непостоянства силы за-
крепления (Дф=600 Н)
«J-0,15 Rm^IQ213	t2HB)]43 Д<? -
- 0,15-250/20002'3 (27(л20*-0,5’-180)!|/3 -600 - 6 мкм:
б) погрешность закрепления вследствие неоднородности шеро-
ховатости базы заготовки
41 - 0,46 [QZ7(^’ b2 HB)W ]	-
-0,46[200.27(п20’-0,5М80)1/3 1 100-24,2 мкм;
39
в) погрешность закрепления вследствие износа опорной поверх-
ности установочных элементов приспособления
4“ - 0,46Лтах IQt'lf-D' НВ)]1'3 [1/^'3-1/ (ix + 2«)2'3 ] =
« 0,46-250 [2000.27(*.20М80)]1/3 П/0,52'3 _ 1 /<0,5 +
±2-О.ЗЗ)2/3 ] -= 24,7 мкм.
Тогда суммарная погрешность закрепления
£3 = V<£'>’ + (£з'>; + £э" “ /6" + 24,2’ + 24,7 - 49,65 мкм.
 1.52. Заготовки из стали 45 диаметром 50W мм, об-
работанные точением (7?г—ЗОмкм, Д/?г=20 мкм, v= 1,9;
<в3=8 мкм, Дсо3=6 мкм), устанавливают в призме с уг-
лом а=90° для фрезерования шпоночного паза. Нор-
мальная нагрузка на опору 9=2000 Н/см, Д^=600 Н/см.
Определить погрешность закрепления при эксплуатации
призм до износа а=0,15 мм.
1.53.	Заготовки из чугуна (£=140 ГПа, р=0,25,
НВ 170... 190, /?тах — 200...300 мкм) устанавливают на
сферические опоры (£о=210 ГПа, ро=0,3, г=20 мм).
Действующая по нормали на одну опору сила Р = 2400±
±250 Н. Допустимый износ опоры [и] =0,2 мм. Опре-
делить погрешность закрепления при наибольшем изно-
се опор приспособления.
1.54.	Заготовки из чугуна (£=140 ГПа, р=0,25,
от =200 МПа), базовая поверхность которых обработана
фрезерованием (/?тах=40 мкм. Д£гаах=20 мкм, v=2,
Ь=2, с'=5, <о=10 мкм, £в = 4-10ь мкм, Д/?в=
= 104 мкм, см. [29, с. 529]), устанавливаются на опор-
ные планки (Д=1000 мм2, £о=210 ГПа, pio=0,3) и за-
крепляются. Определить погрешность закрепления, если
сила, действующая по нормали на одну опору, Q—
= 5000 Н (£Q = 1500 Н).
1.55.	Определить погрешность еи, вызываемую изно-
сом опор после обработки 15000 заготовок. Необходи-
мые сведения о заготовке, приспособлении и условиях об-
работки приведены в табл. 1.14.
1.56.	Определить межремонтный период приспособ-
ления, если погрешность базирования ее —0,08 мм, по-
грешность закрепления еэ=0, погрешности еус и ес ком-
пенсируются настройкой станка. Необходимые сведения
о заготовке, приспособлении и условиях обработки при-
ведены в табл. 1.14.
40
1.14. Исходные данные к задачам 1.55—1.57
Вариант 1	Заготовка				
	Материал	Твердость	Форма базовой поверхности	N?, шт.	Гг. мм
1	Сталь незакаленная	НВ 160	Цилиндри* ческая	40 000	0,2
2	То же	НВ 200		100000	0,3
3	Чугун	—R—	Плоская	55 000	0,28
4	>	1			70 000	0,18
5	Сталь закаленная	HRCa 60		85 000	0,16
6	Чугун	— '	>	20000	0,25
7	Сталь незакалениая	НВ 220	»	5000	0,2
8	Чугун	 I»1 I 		25 000	0,19
Продолжение табл. 1.14
Приспособление					
!	Тип опоры	Материал опоры	Твердость опоры. HV	F. мм®	Q. И	L, мм
ь
к
X
сЭ
СО
1	Призма	Сталь 20	650	36,1	10 000	20
2	»	Сталь 4 0Х	730	28,5	8 000	40
3	Пластина опор- ная	Сталь 20	500	640	9000	50
4	Штырь с плоской головкой	Сталь 45	700	28,3	400	20
5	То же	Сплав ВК8	 800	28,3	2400	32
6	Штырь со сфери- ческой головкой	Сталь У10А	600	2,9	6000	25
7	То же	Сталь 20	520	3,36	12 000	30
8	Штырь с рифле- ной головкой	Сталь 40Х	570	10	420	45
Продолжение табл. 1.14
Вариант	Условия обработки		
	Метод обработки	U), ММ	мин м
1	Фрезерование с охлаждением	0,1	1,95
2	Сверление без охлаждения	0,12	2
3	Фрезерование без охлаждения	0,12	3.2
4	Шлифование без охлаждения	0,06	4.7
5	Шлифование с охлаждением	0,06	2.1
6	Фрезерование без охлаждения	0,12	1,3
7	Фрезерование с охлаждением	0J	0,8
8	Точение без охлаждения	0,08	1,2
Примечание. Для заготовки из чугуна твердость материа-
ла в расчетах ие учитывается.
41
Решение (для варианта 1).
Определяем допустимое значение [ей] по уравнению (1.17):
Ы-Ti—<0— У^+ =0,2—0,1 —/0,08’+ ()•-.
— 0,02 мм 20 мкм.
Допустимое число устанавливаемых •заготовок [W] до предель-
ного износа установочных элементов приспособления находим из
уравнения (1.15) 2
[•и]
[Л] -

0,lQ\
f\hv)
Ку(1 4-0,0031)0,79 *м
По [29, с. 534, табл. 15] иаходнм m = 1818,	1014, #12=1309,
критерий износостойкости 77t = 1,03 [29, с. 535, табл. 18], поправоч-
ный коэффициент, учитывающий условия обработки Ку=0,94 [29,
с. 537, табл. 20]. Тогда
20 (1818—-1014-1,03-—1309
[N]
0,1-10 000 X
36,1-650 )
0,94(1 + 0,003*20) 0,79-1,95	" 9353 шт*
Межремонтный период, определяющий необходимость замены
или восстановления установочных элементов приспособления, нахо-
дим нз уравнения (1.16)
12/GPV]	12-0,85-9353 Л
N2 “	40000	2 *>4 месяца'
1.57. Определить межремонтный период приспособле-
ния, если £6=0,05 мм, е3=0,01 мм. Погрешности, вызывае-
мые неточностью изготовления и сборки установочных эле-
ментов, а также неточностью установки приспособления
на станке, не компенсируются настройкой станка и соот-
ветственно равны: еус = 0,01 мм, ес=0,012 мм. Расчет вы-
полнить при Л^г—3000 шт., остальные данные брать из
табл. 1.14.
1.58. Для фрезерования поверхностей и выполнения
размеров Л и Л2 втулку устанавливают торцовой по-
верхностью на пластину и отверстием на цилиндрический
палец (см. рис. 1.8).
Требуется определить исполнительный размер уста-
новочного пальца d, если известно, что требуемая точ-
ность выполнения размеров Л1=Л2=80±0,1 мм; раз-
мер базового отверстия £>==60148 (4-0,046) мм. Средняя
экономическая точность принятого метода обработки
со—0,120 мм.
Решение. Анализ схемы установки втулки показывает, что
погрешность базирования по отношению к размеру А2 = 0,
так как технологическая и измерительная базы совмещены, а по*
42
грешность базирования для размера Aj будет равна зазору в со-
пряжении отверстия заготовки D с установочным пальцем d. По-
этому исполнительный размер диаметра установочного пальца опре-
деляется нз условия обеспечения заданной точности выполнения
размера Aj
ТАХ ~ еуД, + *>-
Принимая погрешности закрепления е8 и положения заготовки3
вп.е по отношению к размеру Ai равными нулю, е3=£н.а=0, точ-
ность выполняемого размера определится равенством: Т «=» ебл +
+<в, где«<5д1 —-погрешность базирования для размера А] равна
максимальному зазору в сопряжении отверстия заготовки с уста-
новочным пальцем [см. уравнение (1.18)]:
ебД, “ Smax e + «Smln + Л?»
f
Таким образом:
?D + Smln + ?d +
откуда
Smin + Тй - Гд — (Гр+ш) - 0,2— (0,046 + 0,120) « 0,034 мм.
Из таблиц ГОСТ 25347—82 подбираем поле допуска вала так,
чтобы соблюдалось условие Smm+Гei. Для валов диаметром
50...80 мм, отклонения, мкм, приведены ниже:
Отклоне-
ние
Поле допуска
A j g6 |	7? j ё?
—10
Очевидно, что указанному условию удовлетворяют поля допус-
ков валов g5 п g6; поля допусков валов f6, f7 и el не удовлетво-
ряют принятому условию, так как абсолютная величина el больше
полученной расчетной (Smin+Та) =0,034.
Таким образом, в качестве исполнительных размеров установоч-
ных пальцев могут быть приняты d—6Оя5(2<)’о2з) мм ИЛн
=60g6(z£ 029) мм. Приняв поле допуска на изготовление устано-
вочного пальца в соответствии с точностью по 5-му квалитету g5t
выполним проверочный расчет и определим ожидаемую точность
размера Ai:
ГД1Расч “ Г£> + -Smin + 7> + <О -
— 0,046 + 0,01 + 0,U13 + 0,120 « 0,189 мм.у-
43
Рис. 1.29, Схема расположения полей допусков отверстия заготовки •
и установочного пальца (к задаче 1,58)
При заданном допуске иа размер Аь Т А «=0,200 мм приня-
тое поле допуска установочного пальца d=60#5 (Zo'023) Мм обес“
печивает некоторый запас точности в 0,011 мм (рис. 1.29).
1.59.	Базовое отверстие заготовки выполнено в систе-
ме вала с отклонениями поля допуска размера £>=60 Г
9 (+о.озо) мм. Схема установки и условия обработки за-
готовки— как в предыдущей задаче (см. рис. 1.8). Тре-
буется определить исполнительный размер цилиндриче-
ского установочного пальца, обеспечивающий выполне-
ние заданной точности размера Ai'.T Ai =0,250 мкм.
Точность метода обработки принять со=0,120 мм, е3=
Епр — 0.
1.60.	Определить исполнительный размер центриру-
ющей втулки (кольца) при установке заготовки плоской
поверхностью и наружной цилиндрической поверхностью
(см. рис. 1.26) при обработке паза и выполнении разме-
ров Д2=50±0,095 мм и ^5—75-0,190 мм. Наружная ци-
линдрическая поверхность, являющаяся технологической
базой, обработана в размер d — 100Л8(о,о54) мм. Погреш-
ность положения заготовки еПр, вызываемая износом цен-
трирующей втулки ей и погрешностью установки приспо-
собления на станке ес, принять равной еп.з=0,040 мм
[8, с. 19—21]. Точность чернового фрезерования <о=
= 0,060 мм.
Решение. Анализ схемы установки показывает, что точность
диаметра отверстия центрирующей втулки D оказывает влияние на
точность выполнения размера А2, заданного от оси заготовки до
обрабатываемой поверхности. Из схемы установки видно, что до-
44
грешность закрепления (е3) для размера А2 равна нулю. Исходя
нз этого в качестве исходного принимаем, что точность выполнения
размера А2 Т	+сп.з+&>, где ебд, — Tb-HSuiinпо-
грешность базирования размера А2 [см. уравнение (1.18)]. Состав-
ляющие Smin н TD являются неизвестными (искомыми) величинами
в приведенной зависимости. Решая равенство относительно этих
неизвестных, получим
(5Ю1п+Гв)«7Ав— (Г<Н-еп.а-Н)) — 0,190—(0,054+0,040+0,060) ==,
=0,036 мм.
Из таблиц ГОСТ 25347—82 выбираем поле допуска отверстия
так, чтобы соблюдалось условие
Для данного случая из таблиц ГОСТ 25347—82 для размеров
отверстий в интервале (80... 120) мм находим:
Отклоне- ние	Поле допуска				
	05	Об	1	F7	G7	F8
ES	+ 27	+ 34	+ 71	+ 47	+ 90
EI	+ 12	+ 12	+ 36	+122	+ 36
Сравнивая расчетную величину (Smin+Tb) =0,034 с табличным
значением верхнего отклонения отверстия (ES), видим, что усло-
1 вию (Sujid+Fd) ^aES удовлетворяют поля допусков отверстий
' С5(Г0;Я72)м- и (+0'012) мм» которые могут быть приняты в ка-
честве исполнительных размеров центрирующей втулки:
£>=10005 или D =10006.
Если базовая наружная цилиндрическая поверхность заготовки
(*0 выполнена с отклонениями поля допуска размера не основного
вала, то предельные размеры центрирующей втулки (кольца) опре-
деляются (после выбора поля допуска отверстия) зависимостями
£>т ^ном“Ь (es-j-ES),	ч
==£)ном+ (es+E7),
Схема расположения полей допусков приведена иа рис. 1.30.
Рис. 1.30. Схема расположения полей допусков отверстия центра
 рующей втулки и наружной цилиндрической поверхности ааготов-
' ки (к задаче 1.60)
45
GO
Рис. 1.31, Схема установки втулки
при механической обработке (к за-
даче 1.61)
1,61.	Втулку из стали 45,
установленную с натягом на
центровую цилиндрическую оп-
равку (рис. 1.31), обрабатыва-
ют по наружной поверхности в
размер dj = 100_о,14 мм. Диа-
метр базового отверстия втул-
ки выполнен в размер D =
=501'0*016 мм с шероховатостью поверхности /?z2 =
=6,3 мкм. Рабочая поверхность оправки из стали 20Х
(77/?Сэ55... 60) после шлифования имеет шероховатость
=3,2 мкм. Сила резания при точении (5=0,2 мм/об;
/=2,0 мм; v =42 м/мин) составляет Pz = 1080 Н. Коэф-
фициент трения между заготовкой и оправкой f=0,08.
Коэффициент запаса принять равным К=2. Длина базо-
вого отверстия (длина контакта заготовки с оправкой)
/=50 мм.
Требуется определить исполнительный размер оправ-
ки d, обеспечивающий неподвижность запрессованной за-
готовки от проворота под действием силы резания Pz-
Решение. Исходным для выполнения расчетов является ус-
ловне /Шрв8=Л1тр [8, с. 41—42J, где МРе9 = Pz ~2~—момент реза-
ния при точении поверхности;
rd9
Л1тр = ’^-1[р — момент трення на поверхности контакта заго-
товки с оправкой, препятствующей провороту заготовки от момента
резания (5j:
/?a=a/Ci с, \	— контактное давление на поверхности сопря-
\£?+~ё;) d
ження заготовки с оправкой-
Необходимый наименьший натяг, мкм, в сопряжении заготовки
с оправкой [8, с. 41]
Wpacq.niln^
v-dlf
где К — коэффициент запаса; Ех и £2— модули упругости материа-
40
лов оправки и заготовки; ct и са — коэффициенты жесткости (при
йспользованин сплошной оправки

(здесь pi и р2 — соответственно коэффициенты Пуассоиа материа-
лов оправки и заготовки); d — номинальный диаметр сопряжения
заготовки с оправкой; I — длина контакта отверстия заготовки с
оправкой; f — коэффициент трения в сопряжении заготовки с оп-
равкой.
Для случая иапрессовки стальной заготовки иа стальную оправ-
ку в расчетах можно принять [18, с. 299—300]
£i=E2=210 ГПа и Pi = p2=p=0,3.
При сплошной оправке
с1 =• 1 -— 0,3 =”0,7
100’4-50’
и “ 100’ —50’
Подставляя в уравнение для Л^аСч min исходные данные, поч
лучим
2-2.1080 —
Nрасч mln
3,14.50-50.О,08
4,4 мкм
Далее с учетом поправки и на высоту сминаемых при запресч
совке неровностей (шероховатости) сопрягаемых поверхностей зач
готовки и оправки находим величину измеренного иатяга!
эм min—Л^расч т1п4“П.
Величину поправки на смятие шероховатости при запрессовке
определяют по зависимости [9, с. 105].
Тогда
1,2(^Ч-^з) = 1,2(3,24-6,3) =11,4 мкм;
Л^пэм mln ==Л7расч mln4_^ = 4,44" 11,4 = 16 МКМ.
Далее из таблиц ГОСТ 25347—82 для диаметров 30...50 мм
Выбираем поле допуска вала так, чтобы (ТЪ-Г^иэм т1п4-ТИэн) =£»
, где Тизн — допустимый износ оправки. В нашем случае (16-Ь;
47
d-ном ~ В ном
Рнс. 1.32. Схема распо-
ложения полей допусков
заготовки и оправки, со-
прягаемых с натягом (к
задаче 1.61)
Для нашего примера могут быть приняты поля допусков вала
+0’034) или	(+0’043) с допустимым износом оправки соответ-
ственно 2,0 мкм или 11,0 мкм. Тогда исполнительные размеры
оправки:
</-50г5	мм или d - 50s5 (+£<«) 4 мм.
Поля допусков заготовки и оправки показаны на рис. 1.32. Из
схемы расположения полей допусков видно, что верхнее отклонение
es выбранного поля допуска вала соответствует максимальному
натягу.
Выбор оборудования для напрессовки заготовки на оправку
производят по усилию прессования при наибольшем натяге с уче-
том коэффициента запаса Л=2 [8, с. 90; 18, с. 299];
P=Kfpndl.
*
1.62. Для обработки поверхностей 1 и 2 и выполне-
ния размеров А и А2 (см. рис. 1.13, а) корпус базируют
поверхностями и отверстием на срезанный палец. Раз-
мер £0 от оси отверстия заготовки до базовой поверхно-
сти выполнен с допуском TLo =0,1 мм; в приспособле-
нии размер £п от оси срезанного пальца до рабочей по-
верхности пластин выполнен с допуском Г£п=0,05 мм.
Диаметр базового отверстия D = 3O+°’033 мм; диаметр
срезанного пальца d= 30—о’.озз мм. Требуется опреде-
лить ширину ленточки 2е срезанного пальца, при кото-
рой обеспечивается возможность свободной установки
заготовок в приспособление.
Решение. Первоначально выполняется расчет по выявлению
необходимости применения срезанного пальца по зависимости
[8, с. 45—47]:
2с=7'£ + ^£ ‘—Зонт,
° , п
где ТLq — допуск на размер между базовыми поверхностями за-
готовки; ?£п —допуск на размер между установочными элемец-
48
тами (от оси срезанного пальца до рабочей поверхности пластин);
Simin — минимальный размер между- цилиндрическими пальцами и
отверстием заготовки.
Для приведенной схемы установки (см. рис. 1.13, a) Simin=0,
тогда
2е — Тг -F 77 = 0,1 4-0,05 = 0,15 мм.
Ширина ленточки цилиндрической поверхности срезанного паль
ца определяется по зависимости
— с
где D% — номинальный диаметр отверстия, которым заготовка уста-
навливается на срезанный палец; S2mta — минимальный зазор в со-
пряжении базового отверстия с пальцем.
В данном случае необходимая ширина ленточки срезанного
пальца, при которой гарантируется возможность свободной установ-
ки всей партии заготовок, для приведенной схемы установки
30*0,020	„
2е	—ЩТй	—0,075 «4,0 мм,
т. е. ширина ленточки срезанного пальца должна' быть не более
4,0 мм.
При отрицательной величине 2с срезанный палец не требуется
(в этом случае применяется цилиндрический палец).
1.63. Заготовку устанавливают поверхностью на пла-
стины и двумя отверстиями (£>1= D2==40 мм) на цилин-
дрический и срезанный пальцы (см. рис. 1.19). Мини-
мальный зазор в сопряжении отверстий с установочны-
ми пальцами Simm=£2 min=0,009 мм. Размер между
осями базовых отверстий Lo выполнен с допуском Тl0 =
= 0,1 мм; между осями установочных элементов ТLn =
=0,05 мм. Определить ширину ленточки срезанного
пальца, обеспечивающую свободную установку загото-
вок,
1.64. Для сверления четырех отверстий шатун уста-
навливают в приспособлении поверхностью (торцами
головок), наружной цилиндрической поверхностью d =
=7О-о,» мм в призму и отверстием D=35+0>039 мм на
срезанный палец (см. рис. 1.18,6) диаметром 35“о’,ой мм-
Взаимное положение осей базовых поверхностей загото-
вки находится в пределах допуска =0,1 мм; поло-
жение установочных элементов	= 0,05 мм. Угол
вризмы а=90°. Определить ширину ленточки срезанно-
го пальца, при которой будут обеспечены свободная ус-
тановка заготовок и контакт наружной цилиндрической
49
1.16. Исходные данные к задаче 1.15

Вариант
Диаметр отвер-
стия заготовки
D, мм
Точность
метода
обработки
w. МКМ
Допустимый
износ уста-
новочного
пальца
гизн’ мк“
Заданная
точность
размера Ак, мм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
gg+0,009
2q+0>013
ЗО+0'021
Зо+о,озз
204-0,052
5О+°’оп
5О+0'016
4-0,028
gg 4-0,039
gg+0,062
25
25
25
60
120
60
60
60
120
120
10
20
10
10
20
10
20
20
5
20
50+0,031
50+0,050
50+0,050
50+0,080
50+0,125
80+0,060
80+0,060
80+0,095
80+0,095
80±0,150
поверхности заготовки с рабочими поверхностями приз*,
мы.
«	1.65. Определить исполнительный размер цилиндри-.
, ческого установочного пальца d, обеспечивающий задай-.
1 ную точность выполнения размера Я| при фрезеровании
I поверхностей втулки (см. рис. 1.8). Исходные данные
( приведены в табл. 1.15.
При выборе поля допуска вала в качестве исполии-
= тельного размера установочного пальца следует пом-
: нить, что установка заготовки с зазором менее 10 мкм
г несколько усложняется.
£	1.66. Определить исполнительный размер D центри-
рующей втулки (кольца), обеспечивающий заданную
е точность выполнения размера Аг при фрезеровании па--
г за (см. рис. 1.26). Исходные данные приведены в таблЛ
= L16.
с 1.67. Определить исполнительные размеры жестких
Е цилиндрических центровых оправок, изготовленных из
3 стали 20Х, для обтачивания заготовок (втулок), на-
ч прессованных на оправку, и необходимую силу запрес-
совки. Материал обрабатываемых заготовок: сталь, чу-
* гун, бронза. Модуль упругости Е принять равным для
1 стали 210 ГПа, для чугуна 120 ГПа, для бронзы 100 ГПа;?
г коэффициенты Пуассона принять соответственно 0,Зй
50
1.16. Исходные данные к задаче 1.16
Вариант	Размер базовой поверхности вала d, мм	Точность метода обработки <й, мкм	Допустимый износ втулки тиан. МКМ	Заданная точ- ность размера Д,, мм
1	^—0,016	23	10	40+0,050 '
2	59_о,О25	60	10	40+0,080
3	8°—0,039	60	10	50+0,080
4	80—0,046	60	20	50+0,095
5	120_0>035	80	10	80+0,095
6	® 2^-0,087	80	10	80+0,125
7	180—0,040	120	10	120+0,125
8	180—одоо	200	10	120+0,175
9	>60-0,018	80	10	180+0,100
10	180—0,063	120	10	180+0,125
0,25; 0,33. Коэффициенты трения при сопряжении заго-
товок с оправкой принять равными:	:
для стальных заготовок 0,08, для чугунных 0,07, для'
( бронзовых 0,05.
Величину поправки на смятие шероховатости при за-
' прессовке определять по зависимости {9, с. 105] и ж
। л; l,2(/?zi+/?z2).
( Остальные исходные данные приведены в табл. 1.17.
После выбора поля допуска вала (оправки) опреде-
. лить необходимую силу запрессовки.
1.68.	Рычаг для протягивания шпоночного паза уста-
навливается на цилиндрический и срезанный пальцы
(см. рис; 1.20). Базовые отверстия заготовок имеют раз-
1 меры D] = 50+0’025 мм и £>2 = 35+0’025 мм, цилиндрический
е палец cG = 5U—o,o2o мм, срезанный палец а2~ Зэ_0>о4] мм.
г Допуск на размер между осями базовых отверстий
:77о=0,1 мм, между осями установочных пальцев
с7'сп=0,05 мм. Определить допустимую ширину лен-
Е точки цилиндрической поверхности срезанного пальца.
3	1.69. Сверление отверстий через кондукторные втулки
у производится при установке шатуна плоской поверхно-
стью, наружной цилиндрической поверхностью и отвер-
стием, как показано на рис. 1.18, а. Наружная поверх-
ность головки шатуна выполняется с допуском
=0,5 мм. Отверстие изготовлено в размер D=55+0’046 мм.
51 t
1.17. Исходные данные к задаче 1.67
Вариант	1	Материал заго- товки	Диаметр етверстив заготовки D, мм	Длина контакта за- готовки с оправкой 1, мм	Наружный диаметр заготовки d, им	Коэффициент запаса К Л 	 9	-				Шерохова- тость поверх- ности, мкм		Сила резания Р_, Н [	Допустимый износ оправки	мкм из**
						оправки	заготовки Rz^		
1	Сталь	2q+0>009	40	70	2,0	1,6	3,2	540	10
2	Чугун	2q4-0,009	60	70	2,0	1.6	3,2	300	5
3	Бронза	20+01^13	40	70	2,0	1,6	3,2	240	10
4	Сталь	4Q+0.016	50	80	2,5	2,5	6,3	810	10
5	Чугун	4q+0,016	80	80	2,0	2,5	8,0	600	1.0
6	Бронза	40+o»oii	60	80	1.5	2,5	6,3	360	8
7	Сталь	6о+с’03	60	100	2,0	3,2	12,5	1270	10
8	Чугун	6о+о,оз	70	100	2,0	3,2	8,0	800	10
9	Бронза	60+0,022	80	100	1,5	3,2	12,5	360	10
10	Сталь	gQ+Ot022	70	130	2,0	3,2	12,5	2140	10 	
’Диаметр срезанного пальца 55-2,Я мм. Точность вза-
] имного положения осей базовых поверхностей 7\0 =
I =0,1 мм и установочных элементов (призмы и срезан-
( кого пальца) Тлп =0,04 мм. Угол призмы а=90°. Опре-
делить ширину ленточки срезанного пальца, обеспечива-
= ющего свободную установку заготовки и контакт наруж-
 ной цилиндрической поверхности головки шатуна с приз-
г мой.
е 1.70. Для одновременной обработки поверхностей на-
бором фрез заготовку базируют по плоской поверхности,
в наружной цилиндрической поверхности и отверстию s
г (см. рис. 1.17, а). Наружная цилиндрическая по-
= верхность обработана в размер диаметром 6О_од мм, от-
с верстие диаметром 35+о’035 мм. Размер между осями ба-
Езовых поверхностей 150 мм выполнен с допуском
з7\о=0,2 мм, размер между установочными элемента-
у ми — с допуском Т=0.04 мм. Угол призмы а=90°.
л Требуется определить ширину ленточки срезанного паль-
лца, обеспечивающую свободную установку заготовок. ;
г 1.71. Для обработки шпоночного паза заготовку ус-
танавливают отверстием и торцом на длинный цилинд-
52
рический палец с буртом и вторым отверстием и а сре-
занный палец (см. рис. 1.22,а). Базовые отверстия вы-
полнены в' размер DX^D2—20+0*052 мм, установочные
пальцы = 2ОТо;озз мм. Точность размеров между
осями базовых поверхностей заготовки Т= 0,1 мм, ме-
жду осями установочных пальцев Tl =0,04 мм. Опре-
делить ширину ленточки срезанного пальца, обеспечива-
ющего свободную установку заготовки.
1.72,	Определить ширину ленточки цилиндрической
поверхности срезанного пальца, обеспечивающую сво-
бодную установку заготовки для схемы базирования, по-
казанной на рис. 1.22,6.
Наружная цилиндрическая поверхность выполнена в
размер d=8O-o,ie мм. Отверстие £>2—4О4*0’002 мм, срезан-
ный палец d2=40“o’o64 мм. Размер между осями базовых
поверхностей заготовки выполнен с точностью Т=
=0,1 мм, между осями призмы и срезанного пальца
77 п мм- Угол призмы а=90°.
1.73.	Определить необходимую ширину ленточки сре-
занного пальца при установке заготовки в приспособле-
нии при схеме базирования, показанной на рис. 1.28, а.
Наружная цилиндрическая поверхность обработана в
размер d=8O_o,o3o мм, отверстие—в размер £>=20+°’021
мм, срезанный палец 202о’он мм. Размер между
осями базовых поверхностей выполнен с допуском
77О =0,15 мм, допуск между осями призмы и срезан-
ным пальцем Т =0,04 мм. Угол призмы а=90°.
1.74.	Для обработки поверхностей 1, 2 цилиндриче-
ская заготовка устанавливается наружной поверхностью
 d = 1ОО_о,о22 мм в центрирующую втулку и торцовой по-
j верхностью на пластинку. При этом угловое положение
заготовки относительно ее оси определяется установкой
!отверстия £>—30+°1021 мм иа срезанный палец (см. рис.
11.28,6). Требуется определить ширину ленточки срезан-
= него пальца диаметром 30С?да мм, если известно, что
(размер между осями базовых поверхностей заготовки
I выполнен с допуском Tl0 =0,1 мм, а размер между
: осями центрирующей втулки и срезанного пальца — с до-
пуском Т=0,05 мм. Диаметр центрирующей втулки
JDi= lOOZto’oil мм.
1.75.	Определить ширину ленточки цилиндрической
[ поверхности срезанного пальца, обеспечивающую сво-
1.18. Исходные данные к задаче 1.75
Вариант	• Диаметр отверстия Л)я, мм	Минимальные зазоры в сопряжении, мм		Допуск на межосевое расстояние, мм	
		с цилиндри- ческим пальцем ^imin	со срезанным пальнем tnln •	базовых от- верстий заготовки Г1~о		— установочных пальцев при» способленмя ч
1	18,0	0,016	0,016	0,05	0,04
2	18,0	0,032	0,016	0,05	0,04
3	25,0	0,020	0,020	0,10	0,04
4	30,0	0,040	0,020	0,10	0,04
5:	40,0	0,025	0,009	0,15	0,05
6	40,0	0,025	0,050	0,15	0,05
7	50,0	0,009	0,050	0,15	0,05
8	50,0	0,025	0,050	0,20	0,06
9	60,0	0,010	0,030	0,20	0,06
10	60,0	0,030	0,030	0,15	0,06
бедную установку шатуна для обработки его поверхно-
стей за два установа (см. рис, 1.21). Исходные данные
приведены в табл. 1.18.
§ 1.4. РАСЧЕТ СУММАРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ]
ОБРАБОТКИ
Все погрешности, определяющие точность из-
готовления деталей машин на металлорежущих стан-
ках, могут быть разделены на три категории:
погрешности установки заготовок еу;
погрешности настройки станка Ди;
погрешности, вызываемые непосредственно процес-
] сом обработки, к которым относятся:
а) погрешности, вызываемые размерным износом ре-
! жущих инструментов Ди;
1 б) погрешности, вызываемые упругими деформация- •’
: ми технологической системы под влиянием силы реза- !
( ния Ду;	|
I в) погрешности обработки, возникающие вследствие <
: геометрических неточностей станка 2ДСТ;
> г) погрешности обработки, вызываемые температур-
. нымп деформациями технологической системы 2ДТ.
При обработке на станках с ЧПУ дополнительно воз-
( пикают погрешности позиционирования элементов сис-
темы и отработки программ управления.
64
Расчет точности необходим в основном для опера-
ций чистовой обработки, выполняемых по 6...11-му ква-
литетам.
Суммарные погрешности обработки заготовок на на-
строенных станках определяют по уравнениям:
для диаметральных размеров
= 2 Кду + д« + (173ДИ)2 4- (1,732Д„)2 + (1.73ЕД,)2;
(119)
для линейных размеров
ДБ = V + Д2У + Д2+(1,73Ди)г+(1,732Д„)2+(1,732ДтЛ
(120)
Расчет погрешностей диаметральных размеров при
одиорезцовом точении (задачи 1.76—1.85) может быть
выполнен по методике, изложенной в [26, с. 26—76|.
После определения суммарной погрешности Д2 прове-
ряется возможность обработки без брака;
ДЕ СЛь	П-21)
где Та — допуск на операционный размер.
В случае несоблюдения этого условия необходимо
предложить конкретные мероприятия по снижению Д2
Расчет погрешности обработки на фрезерных стан-
ках (задачи 1.86—1.87) производят с учетом погрешно-
сти установки еу, которая может быть определена по
[26, с. 40—55] или рассчитана по соответствующей за-
висимости для конкретной схемы установки (см. § 1.3).
При обработке поверхностей на фрезерных станках
погрешность Ду, вызванная упругими деформациями
технологической системы, зависит в основном от коле-
бания величины припуска и податливости системы
шпиндель — стол. В связи с тем, что подача при обра-
ботке осуществляется столом станка, податливость сис-
темы W не изменяется при изменении относительного
положения заготовки и фрезы (т. е. №==const). В то
же время податливость фрезерных оправок и заготовок
при чистовой обработке сравнительно мала. Поэтому
податливость технологической системы W при расчетах
принимается постоянной и равной податливости систе-
мы шпиндель — стол №шс, величину которой можно оп-
ределить, например» по [26, с. 28—38].
‘ 55
Максимальная Pzmax и минимальная Pzmm каса-
тельные составляющие силы фрезерования определяют-
ся по [27, с. 282] при максимально и минимально воз-
можных глубинах резания /, ширине В и принятых ус-
ловиях фрезерования.
Суммарная погрешность 2ДСт, вызванная геометри-
ческими неточностями станка, может быть определена
по [26, с. 53—70]. Погрешность Ди, вызванная размер-
ным износом фрез, определяется по [26, с. 73—74].
В связи с прерывистым характером процесса резания
при фрезеровании величина интенсивности изнашивания
больше, чем при точении; ее определяют по уравнению
где В — ширина фрезерования, мм; и0 — интенсивность
изнашивания, мкм/км; и0 для твердосплавных фрез вы-
бирают по [26, табл. 28]; и0 для быстрорежущих фрез
принимают равным 15...20 мкм/км.
Длина пути резания £т.фр» км, при торцовом фрезе-
ровании партии деталей
^т- Фр = sfp.io® ’	*23)
при цилиндрическом фрезеровании
£	—/] 24)
^ц.Ф₽— snp-10fl *
где 1п и В — длина и ширина обрабатываемой поверх-
ности, мм; £>фР — диаметр фрезы, мм; snp — продольная
подача инструмента или детали, мм/об; N — число дета-
лей в обрабатываемой партии, шт.
Погрешности Дн и Дт определяются так же, как при
обработке на токарных станках.
Методика расчета элементарных и суммарной по-;
грешностей на станках с ЧПУ (задачи 1.88—1.89) прин-
ципиально не отличаются от методики расчета точности
обработки на станках обычного типа. Однако суммар-
ная погрешность состоит из большего числа элементар-
ных погрешностей. К дополнительным погрешностям,
как известно, можно отнести:
Дп.с — погрешность позиционирования суппорта; по
величине она может быть принята равной двум дискре-
там привода подач по соответствующей координате;
66

Ап.р — погрешность позиционирования резцедержате-
ля (инструментальной головки или блока); в современ-
ных стайках с ЧПУ она не превышает 6...8 мкм;
Акор—погрешность отработки коррекции (в случае
работы с корректорами), равная численно двум дискре-
там привода подач по соответствующей координате.
Вместе с тем при работе с корректором: из расчета
Ав может быть исключена систематическая погрешность
от размерного износа инструмента Ди, так как в програм-
му можно ввести периодическую коррекцию положения
инструмента; при расчете погрешности размерной на-
стройки Ав можно исключить составляющую Арег, так
как эта составляющая учитывается погрешностью кор-
рекции Акор-
В связи с более жесткой конструкцией податливость
станков с ЧПУ может быть принята в 2...4 раза мень-
шей, чем у аналогичных станков с ручным управлением,
т. е. UZCT чпу £=:0,331^ст.ручн.упр-
1.76. Ступени di, d2, ds вала (табл. 1.19) обрабатыва-
ются чистовым точением в центрах гидрокопировально-
го станка 1Н713 с допуском IT 10. Определить для ва-
1.19. Исходные данные к задачам
1.76, 1.77, 1.88 и 1.89
Вариант	Размеры, мм						Предел прочно- сти мате- риала детали МПА	Припуск на обра- ботку Zmln-	Число заготовок в партии 7V, шт,
				А	А				
1	40	30	25	J UU	150	225	750	0,5	30
2	100	85	75	100	250	325	1100	l.o	15
3	120	90	65	120	300	450	750	l.o	10
4	80	75	50	150	280	400	750	0,8	20
5	60	50	45	80	180	250	1100	0,6	25
6	50	45	35	100	150	200	750	0,6	30
57
рианта 1 суммарную погрешность обработки ступени .
Заготовки вала из стали 45 (ов=750 МПа) на пред- ’
шествующей операции обработаны черновым точением *
по IT IS. Условия обработки: резец с пластиной из твер-
дого сплава Т15К6 имеет <р=45°, <pi = 10°; минимальный !
припуск 0,5 мм на сторону, подача* 5=0,15 мм/об; ско-
рость резания о=130 м/мин.
Решение, I. Определим величину погрешности Ди (на ради-
ус), вызванную размерным износом резца по [26, с. 73—74],
L	4631 „
•'	1000 “°” 1000 6 “28мкм>
в
где L — длина пути резания при обработке партии N деталей опре-
деляйся
* [^1 G- 4~ (^» — Л) ~Ь (J*—М
1000s
* (40-100 4- 30-50 + 25-75) 30
1000-0,15
» 4631 м.
Для сплава Т15К6 интенсивность изнашивания «о=6 мкм/км
[26, с, 74].
2.	Определим колебание отжатий системы Ду вследствие изме-
нения силы Ру нз-за непостоянных глубины резания и податливости
системы при обработке. Согласно [26, с. 27]
Ду — WraaxPv max—^mlnPlf mine	(1-25)
где Wmax и lFmin — наибольшая и наименьшая податливости си-
стемы; Ру max н Py min — наибольшее н наименьшее значения со-
ставляющей силы резания, совпадающей с направлением выдержи-
ваемого размера.
Для станка 1Н713 нормальной точности наибольшее и наимень-
шее допустимые перемещения продольного суппорта под нагрузкой
16 кН составляют соответственно 450 и 320 мкм [26, с. 30]. При ус-
тановке вала в центрах минимальная податливость системы будет
прн положении резца в конце обработки, т. е. ^передней бабки
станка. Исходя из этого можно принять №mln= у£-=20 мкм/кН.
Приближенно можно считать, что максимальную податливость систе-
ма имеет при расположении резца посередине вала, когда его про-
гиб под действием силы Ру достигает наибольшей величины. По-
этому
Vl^max —^ст шах+^эаг max»
где
№ст max-— ‘2.16	—
мкм/кН — наибольшая
податливость
станка, W^armax— наибольшая податливость заготовки.
Вал в центрах можно представить как балку на двух опорах.
58
нагруженную сосредоточенной силой, а наибольший прогиб в сере-,
дине вала
Уд max -	48£J	’	t
где 1Я — длина вала; Е — ыощлъ упругости материала; /=»*
=0»05 d*Dp — момент инерции поперечного сечения вала; — при-
веденный диаметр вала; для гладких валов da$=d вала; для сту-
пенчатых валов с односторонним уменьшением диаметров ступеней
л
I
я	»
для валов с двусторонним уменьшением диаметров ступеней
п
п
1
1
Имея в виду, что	после соответствующих преобразо-
ваний получим
При консольной установке заготовки в патроне №ваг шах
Приведенный диаметр обрабатываемой заготовки
40-100 + 30-50 + 25-100
f/др “	250	"" мм.
а величина ее наибольшей податливости
^аагтах “
32 мкм/кН,
тогда максимальная податливость технологической системы
№тах = 24+32=56 мкм/кН,
Наибольшая Ру юах и наименьшая Ру тш нормальные состав-
ляющие силы резания определяются согласно [27, с. 271—275], ис-
ходя из условий задачи. На предшествующей операции (черновом
.точении) заготовка обработана с допуском по 1Т13г т. е. возможно
59
колебание припуска на величину 2^^* что для диаметра 32 мм и
составит 0,4/2=0,2 мм, а колебание глубины резання ^ш1п—।
<=0,5 мм, /max=0,7 мм* В этом случае
Ру m ах=2,43-0,70>в-0,15е’6 * *- 130-°.»=0,144 кН;	.
Pr mln=2,43 0,5°>9-0,15°'M30-*3=0,095 кН.
Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих дефор-
маций
Д у = 56 • 6,144—20• 0,095 =6
3.	Определим погрешность, вызванную геометрическими неточ-
ностями стайка ЕДст. Согласно [26, с. 53—55]
CZ
£ДСТ — -т-в
где с — допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя
направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера иа
длине L\ I — длина обрабатываемой поверхности.
Для токарных станков нормальной точности прн наибольшем
диаметре обрабатываемой поверхности до 250 мм С=20 мкм на
длине /=300 мм [26, табл. 23]. Прн длине обработки /=50 мм
20-50
2ДСТ ** —3QQ ~ =« 3,3 мкм.
4.	В предположении, что настройка резца на выполняемый раз-
мер производится по эталону с контролем положения резца с по-
мощью металлического щупа, определим погрешность настройки в
соответствии с [26, с. 70—73]:
Дн в у (Хр Др) “Ь ^Хи 2 ) •
где Др — погрешность регулирования положения резца; Хр=1,73
и Кж —1,0 — коэффициенты, учитывающие отклонения закона рас-
пределения величин Др и Дням от нормального закона распределе-
ния; Дням — погрешность измерения размера детали.
Для заданных условий обработки [26, с. 71—72] Др = 10 мкм
и Дизм=20 мкм при измерении ds=35ft!0 мм. Тогда погрешность
настройки
Дм e (1 »73* W + (-у--2о) “ 2° мкм.
5.	Определим температурные деформации технологической си-
стемы, приняв их равными 15 % от суммы остальных погрешностей
[26, с. 76],
2ДТ=0,15(28+6+3+20) =9 мкм*
6. Определим суммарную погрешность обработки по уравне-
нию (1.19):
Дх-2 +102 + (17гЗ-28)’+ (1,73.2)’ +(1,73.9)’ - НО мкм.
60
Она превышает заданную величину допуска на d=35 мм «
(7d=100 мкм)»
Если чистовое точение является операцией, предшествующей '
шлифованию поверхности диаметром 35 мм, превышением поля
рассеяния в сравнении с полем допуска операционного размера чис- !
тового точения очевидно можно пренебречь, так как это превышение .
вызовет только колебание припуска на шлифование в пределах
±0,008 мм, т. е. ±2%. Если же операция чистового точения яв-
ляется окончательной, то необходимо выполнение работы без брака*
т. е. обеспечение Aj ^/T'd2.
Анализ элементарных погрешностей показывает, что наиболее
действенным мероприятием для уменьшения суммарной погрешно-
сти размера d2 является снижение погрешности от размерного из-
носа резца Ди. Этого можно достигнуть:
применением более износостойкого твердого сплава (например,
вместо Т15К6 применить сплав Т30К4, имеющий почти в 2 раза
меиьший относительный износ) или соответствующим снижением ре-
жимов резания при использовании сплава Т15К6;
уменьшением размера партии деталей, обрабатываемых за меж-
настроечный период (сокращение длины пути резания);
использованием автоподналадчиков, позволяющих периодически
или непрерывно корректировать положение вершины резца при его
износе.
1.77. Определить суммарную погрешность обработки
ступени вала d2 для вариантов 2—6 (табл. 1.19) после
чистового точения на гидрокопировальном станке при
установке в центрах. Остальные исходные данные при-
нять по условию задачи 1.76.
1.78. После какого числа обработанных заготовок не-
обходимо заменить зенкер с пластинками из твердого
сплава Т5КЮ вследствие его износа при обработке от-
верстий б/отв=40Н10, длиной /=60 мм в заготовках из
легированной стали пв=1100 МПа. Допустимый износ
зенкера не должен превышать 0,47^; подача при зенке-
ровании S=0,8 мм/об.
Решение. Погрешность обработки, вызванную износом инст-
румента, определим по уравнению [18, с. 79—81]
r-dlN
Принимая для упрощения	получим Аи=Нс (14*
4- L где ин — начальный износ, мкм/км; и0 — интенсивность
изнашивания, мкм/км; dOTB и I— диаметр и длина обработки соот-
ветственно, мм; N — число обработанных поверхностей, шт.; S — по-
дача инструмента, мм/об.
Согласно [26, с. 74] для заданных условий Uo«“12 мкм/км,
^=^«0=12 мкм/км (что соответствует 1000 м пути резания). Учи-
тывая, что /7'40=0,1 мм, а допустимый износ ве должен превышать
61
1,20. Исходные данные к задаче 1.79
Данные	Вариант				
	1 1	!	2	3	1 4	5
d, мм	50	80	100*	120	150
Z, мм	500	700	850	1000	1400
St мм/об	0.1	0,15	0,15	0,2	0,2
Материал детали	Легированная сталь		Углеродистая сталь		Серый чугун
Материал инструмен- та	Т15К6	Т30К4	Т30К4	Т15К6	ВК6
0,4 его величины, получим, что допустимый износ каждого из про-
тивоположных зубьев зенкера не должен превышать Дя—0,1 • 0,4/2 =».
= 0,02 мм. Из уравнения для Ди получим
(Дн—Л.) S. 10е	(0,1)2-0,012) 0,8-10*
™ -------“	0,012^.40*60	“
т. е. замену зенкера необходимо производить после обработки 70 за-
гса овок.
1.79.	Определить величину конусности гладкого вала
диаметром d и длиной /, вызванную размерным износом
резца при чистовом точении с подачей S (табл. 1.20).
1.80.	Определить величину конусности цилиндровой
втулки, вызванную размерным износом резца при чис-
товом растачивании с подачей S отверстия диаметром dt
длиной I (табл. 1.21).
1.81.	Определить разницу значений диаметров первой
и последней заготовки в партии, вызванную размерным
износом резца при чистовом точении с подачей S глад-
1.21. Исходные данные к задаче 1.80
Вариант
Данные
rf, ММ
Z, мм
S, мм/об
60
200
0,1
100
300
0.1
150
400
0,15
200
500
0,2
300
700
0.2
Материал
детали
Легированная сталь
Закаленный чугун
Серый
чугун
...
62
1.22. Исходные данные к задаче 1.81
»
Вариант
Данные
2
3
d, ММ
Z, ММ
S, мм/об
Материал
инструмен-
та
Величина
партии Nt
IUT.
40
200
0,075
Т15К6
25
50
300
0.1
Т30К4
60
350
0,125
Т15К6
75
400
0,15
Т30К4
500
0.2
Т30К4
20
15
10
8
ких валов диаметром d и длиной / из углеродистой ста-
ли (табл. 1.22).
1.82.	Через какое число обработанных заготовок сле-
дует производить поднастройку резца вследствие его
износа при растачивании с подачей S отверстий (диа-
метром d и длиной I) в партии втулок из углеродистой
стали, если допуск на диаметр отверстия lTd, а допусти-
мый износ резца составляет 0,3/Td (табл. 1.23).
1.83., Через какое число обработанных заготовок не-
обходимо производить смену разверток вследствие их
износа при развертывании отверстий (диаметром d на
длине /) в чугунных корпусах при допуске на отверстие
Н7 и допустимом износе развертки 0,5/Td (табл. 1.24)?
Относительный износ для развертки принять равным
и0=5 мкм/км.
1.84. Определить погрешность Ду, возникающую в ре-
зультате упругих деформаций технологической системы
при чистовом точении партии гладких валов и консоль-
ной их установке в цанге или патроне (табл. 1.25). То-
*
1.23.	Исходные данные к задаче 1.82
Данные	Вариант				
	I	1	1 2	3 '	1	4	5
dt мм
/, мм
ITd
S, мм/об
Материал инстру-
мента
60
200
Н8
0,075
Т30К4
100
300
Н9
0,075
Т30К4
150
400
НЮ
0,15
Т15К6
200
500
Н7
0,075
Т.30К4
300
700
Н9
0,15
Т15К6
63
1.24. Исходные данные к задаче 1.83
Вариант
Данные
dt ММ !;
I, ММ
мм/об
Число'отверстий в
корпусе
40
60
0,8
10
80
1.0
8
100
100
1Л
8
ченйе производится твердосплавными резцами с ф=45°,
Ф1 = 10° при и =100 м/мин, 5=0,20 мм/об.
1.85.	По данным задачи 1.84 определить погрешность
обработки, вызванную геометрической неточностью стан-
ков ЕДСТ.
1.25. Исходные данные к задачам 1.84 и 1.85
Данные	Вариант				
	1 |	2	3 1	4	б
Предел проч- ности матери- ала заготовки оВ| МПа dt мм /, мм	750 20 60	1100 25 75	750 30 90	1100 35 100	1100 35 100
Станок	Токарный многошпи и дель- ный горизонтальный авто- мат			Токарный револьвер- ный авто- мат	Токарно- револь- верный
Глубина реза- ния Z, мм	o.is*0’15	О,15+0’‘6	0,2+°’“	0,2+°-И	0.2+°'И  —  "<
64
1.86.	Определить суммарную погрешность размера
h при чистовом торцовом фрезеровании партии загото
вок для варианта 1 (табл. 1.26).
Заготовки, предварительно обработанные по размеру
с точностью hl3t устанавливают на опорные пластины
приспособления с пневматическим зажимом. Глубина
резания ^min=l,2 мм, £г=0,05 мм/зуб и а = 120 м/мин.
Настройку фрезы производят с контролем положения
металлическим щупом толщиной 3 мм.
Решение. 1, Определим погрешность установки заготовки
Еу. Для заданных условий по [26, с. 43] еу=40 мкм.
2.	Определим погрешность настройки фрезы на размер h со-
гласно [26, с. 70]:
Ан - /(ХрДр)' + (Л„Д„з„)’ - /(1,73.10)* + (1.20)* = 26,5 мкм,
где /СР и Ди — коэффициенты, учитывающие отклонения закона
распределения величин Др и ДИзм от нормального; Др — погрешность
регулирования фрезы по эталону с контролем металлическим щупом
[26, с. 71]; Дизм—Допускаемая предельная погрешность измерения
размера 4&hl0 [26, с. 72].
3.	Определим размерный износ инструмента при торцовом фре-
зеровании, приняв во внимание уравнение (1.22),
л	j л , ioo\
^ИТ.фр ^от.фр ^-фр — "Г £ } UO J08 Z
Л . 100\ . 300.100*40
“ V + 100/ 6 ю®.0,05-12 “ 24 мкм»
где Snp~SzZ —продольная подача стола стайка, мм/об; «о — отно-
сительный износ при точении [26, с. 74].
4.	Определим погрешность Ду. Поле рассеяния размера 45hI0
под действием упругих деформаций зависит от колебания составляю-
щей силы резания Рх при изменении величины снимаемого .припус-
ка и податливости системы шпиндель — стол. В соответствии с [26,
С. 32] для стайка 6Р12 (ширина стола 320 мм) податливость техно-
логической системы может быть определена как
у 500
W =	= 40 mkm/kH
Приняв Px.‘Pz = 0,5 [27, с. 292] согласно [27, с 282] определим
tx Szy В'1 z
Px “ 6,5 Pz = 6,5	Qg .
Учитывая, что n — 1 000у/я£>фp = 1000- 120/л* 150 = 255 мин-1 и
приняв коэффициенты и показатели степени по [27, с. 291], опре-
деляем Рх шах И Рх
8,25»1,21’° . 0,Об”*75 • 100м -1,2
Рлш!"-	156'.3 . 255'1.2	“0.46 кН.
3 Заказ ТЛ 366
65
|.23. Исходные данные к задачам 1.86 и 1.87
I-
'Данные	Вариант					
	I	2	3	4	5 1	6
h В 1	• 45 hlO 100 300	32 hli 100 250	55Л// 150 250	100 А// 150 300	150Л// 200 350	200 hll 250 450
Материал де- тали	Сталь углеро- дистая, вв~750 МПа		Чугун серый, 190НВ	Чугуи ковкий 315НВ		Чугн серый 190НВ
Размер партии Nt шт.	40	50	35	35	30	20
£>Фр	150	160	200	250		320
Число зубьев фрезы z	12	10	12	14		18
Материал ре- жущей части фрезы	Т15К6		ВК8	ВК6		ВК8
Станок	► 6Р12		Консольно-фрезерный			
Ширина стола стайка» мм	320 -ч.		200	250	320	400
66
Так как показатель при t равен 1,0, то
Рхтах =• J™* ?х min “ Гп’0,46 « 0,61 кН.
*пНп	1|*
Тогда
Ду=№(Рх т&1—рх т1п) 5=5 40(0,61—0,46) —6 мкм.
5	Погрешность, вызванная геометрическими неточностями фре-
зерного стайка нормальной точности, представляет собой отклонение
от параллельности верхней поверхности основанию на длине 300 мм,
и согласно [26, с. 59] £ДСТ=25 мкм.
6.	Погрешность SAT от температурных деформаций системы
принимаем в размере 10 % от суммы остальных погрешностей:
2Д» = 0,1 (40+26,5+24+6+25) = 12 мкм.
7.	Суммарная погрешность согласно формуле (1.20)
- /<1-40)’ + (1.6)я + 01-26,5)* + (1,73.24)’ +’^
+ (1,73-25)’ + (1,73-12)8 = 72 мм.
Заданная точность обеспечивается, так как 77/^45=100 мкм>
>Дц =72 мкм.
1.87. На консольно-фрезерном станке производится
чистовое торцовое фрезерование партии N заготовок
(табл. 1.26). Заготовки, предварительно обработанные
с точностью hl3, устанавливаются на опорные пластины
приспособления с пневматическим зажимом. Для усло-
вий обработки, соответствующих вариантам 2—6, опре-
делить суммарную погрешность размера h. после выпол-
нения операции при v = 150 м/мин и $г=0,04 мм/зуб.
Настройка фрезы также производится по габариту с кон-
тролем положения металлическим щупом толщиной 3 мм.
1.88. По условиям задачи 1.76 определить суммарную
погрешность обработки ступени d2 (см. табл. 1.19) при
чистовом точении на станке с ЧПУ 1713ФЗ.
Решение. 1. Определим погрешность Ди, которая может
быть принята равной нулю, так как размерный износ компенсирует-
ся по программе коррекцией положения резца.
2.	Определим погрешность Ду, вызванную упругими деформа-
циями технологической системы. Расчет аналогичен расчету этой
погрешности обработки на гидрокопировальном станке (см. решение
задачи 1.76) с учетом того, что податливость
0,ЗЗГ1713 и Wmax 1^шах ст+^щ ах ваг = 0,33-24+
+32 = 40 мкм/кН,
Wmin=0>33'20=7 мкм/кН.
Приняв по результатам решения задачи 1.76 значения Ру тах=.
= 0,144 кН и Ру шт = 0,095 кН, определяем
Ду = 40-0,144—7-0,095=5 мкм.
3*
67
3.	Определим погрешность Г Дет, вызванную геометрическими
неточностями станка. Принимаем по результатам решения задачи
1.76 2Дст=3 мкм.
4.	Определим погрешность настройки. С учетом того, что по-
грешность регулирования Д₽ег = 0. можно принять, что Да равна
половине погрешности измерения диаметра* 35Л10, т. е.
Ли « Ацзв “	20 — 10 мкм»
5.	Погрешность, вызываемую температурными деформациями,
принимаем по результатам решения задачи 1.76 (2ДТ=9 мкм).
6.	Согласно [28] у стайка 1713ФЗ величина дискреты переме-
щений по оси X равна 5 мкм. В связи с этим принимаем:
погрешность позиционирования суппорта Дп с —10 мкм;
погрешность позиционирования резцедержателя Дп р=«7 мкм;
погрешность отработки коррекции ДКоР==10 мкм.
7.	Определим суммарную погрешность, приняв К7~К8=Кв==С
так как погрешности Лл.с, Дп.р и Дкор являются случайными вели-
чинами;
- 2 / (/С,Лу)’+(/С, л„)'+(/<б SAc,.)1 + (Л. saT>’+^
к4ЧК, Ди)’ЧЧК.АпрГ+ (*.*.«>₽)’ -2 /(1-5F+ (Ы0)’ +"*
+ (1,73.2)’ + (1,73-9)’ + (1 • 10)' + (1 -7)4- (1 • 10)’ - 56 мкм.
Таким образом, в основном за счет компенсации размерного из-
носа резца путем коррекции его положения на станке 1713ФЗ по
сравнению со станков 1713 обеспечивается суммарная погрешность
обработки в 2 раза меньше.
1.89. По данным задачи 1.77 определить суммарную
погрешность обработки ступени d2 вала после чистового
точения на станке с ЧПУ.
§ 1.Б. КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
МАШИН
Один из основных показателей качества ма-
шин— надежность в значительной мере характеризует-
ся эксплуатационными свойствами их деталей и соеди-
нений (сопротивлением усталости, износостойкостью,
контактной жесткостью, герметичностью соединений, точ-
ностью посадок и др.). Все эти эксплуатационные свой-
ства зависят от качества (состояния) поверхностного
слоя деталей (макроотклонения, волнистости, шерохова-
тости (ГОСТ 2789—73), физико-механических свойств),
определяемого технологией их изготовления [26, с. 89—
113,30].
68
Как при назначении параметров качества поверх-
ностного слоя деталей машин, так и при выборе техно-
логических методов необходимо знать возможности этих
методов обработки в одновременном обеспечении всей
системы параметров качества. Обобщенные статистиче-
ские данные для некоторых методов обработки загото-
вок из конструкционных сталей приведены в [30].
• При решении задач по технологическому обеспече-
нию качества поверхности деталей и их эксплуатацион-
ных свойств необходимо:
назначать параметры качества (состояния) поверх-
ностного слоя деталей машин исходя из их функцио-
нального назначения (см. задачи 1.90—1.93);
прогнозировать параметры качества, в частности па-
раметры шероховатости, при различных технологиче-
ских методах обработки (см. задачи 1.94—1.99);
определять режимы механической обработки, обес-
печивающие получение заданных параметров качества
(см. задачи 1.100—1.102);
определять методы механической обработки, позво-
ляющие получить заданные параметры качества с наи-
большей производительностью (см. задачи 1.103—1.108).
1.90. Определить параметры шероховатости рабочей
поверхности вала (d=40 мм), изготовленного из стали
40Х и работающего на растяжение при действии цик-
лической нагрузки Р= 100 кН и назначить метод отде-
лочной обработки.
Решение. Преобразовав уравнение прочности деталей [30,
с. 81] относительно параметров шероховатости, получим
20	(	\0>5	[о|— о0
(look wo -tm )-----------------с '-~ь
Предел циклической прочности материала 40Х на растяжение
[о]=550 МПа. Напряжение, действующее на вал от приложенной
нагрузки,
4Р 4-400-10е
О = 77г -	п40»	- 80 МПа.
При чистовом точении рабочей поверхности вала [30]
tm ° 45 %; А’а — — а0 — 0.
Подставляя исходные данные в уравнение (1-26), после вычисле-
ний получим
/?1паж/5щ = 38.
69
Рис. 1.33. Указание требований в отношении параметров шерохова- -
тести и метода обработки на чертеже детали (к задаче 1.90)
Этому соотношению при чистовом точеиин соответствуют
(табл. П.4)
/?тах'—3,8 МКМ И iSm^=0,10 ММ.
При отделочной обработке рабочей поверхности вала шлифо-
ванием (табл. П.4)
1
tm 60 %> Ra ==“ у /?шах» % = "F 60 МПа.

После вычислений по уравнению (1.26) /?тах/5т = 32. Этому
соотношению при шлифовании соответствуют (табл. П.4)
/?шах=1.о мкм и Sm =0,032 мм.
При отделочной обработке рабочей поверхности вала накаты-
ванием
tm 60 %; Ra “ £  °о “ "~400 МПа и Rm&'xJSm —= 40.
Данвое соотношение	обеспечивается при /?тах =
= 10,0 мкм и SM=0,25 мм (табл. П.4). Таким образом, в соответ-
ствии с ГОСТ 2.309—73 в чертеже на рабочей поверхности вала не-
обходимо указать следующие требования к параметрам шерохова-
тости и методу отделочной обработки (рис. 1.33).
1.91. Определить параметры состояния поверхностно-
го слоя основных отверстий корпуса электродвигателя
(£>==100 мм), изготовленного из алюминиевого сплава
АЛ2, под наружные кольца подшипников качения и на-
значить метод окончательной обработки отверстий кор-
пуса. Давление на поверхность основных отверстий р—
= 15 МПа, допустимая интенсивность их износа /==
= 1,6-10~10.
Решение. Преобразовав уравнение износа [30, с. 77] относи-
тельно параметров состояния поверхностного слоя, получим
(/?аГг//тах)1/6
25л7/6
/ р \7/е
2/5/ Е \1/2
Го) п'
ГЙ2------• (1 -27)
(1-
70
При изготовлении корпуса из алюминиевого сплава АЛ2 (ат
*«250 МПа, £*=К^ МПа, ц=»=0,25, nz=il04, Х=0,2) получим
 №^п.»),/В	_. 6 ,0_..	25к7'6 х
f^3/2S./2 А2/3 ,	1,610 о
\1W R Л	и» \ Ю/
\2/3 z 10* \1/2
) (пг; 10*
(1 — 0,25’)1/2
П Максимальные возможности тонкого растачивания (см. табл.
7?а = О,2 мкм, lTz=0,5 мкм,
20-0	20*100 о
"max м 1000 ” 1000 = МКМ, tm « 45 % .
Для сплава АЛ2 k = l и Х=1, что позволяет получить для
комплексного параметра
(№	(0,2-0.5-2)1'6	„
112 213	“ /45x3/2	-U.O.
\W sm k Х (wo) ,3-1
Это означает, что тонкое растачивание не обеспечивает требуе-
мой износостойкости рабочих поверхностей корпуса электродвигате-
ля. Требуемое значение комплексного показателя — 0,32 можно обес-
печить, применяя раскатывание после тонкого растачивания (табл.
П4): Яа=»0,1 мкм, IFz=l мкм, НтаТ=5 мкм, /т=60 %,	=
= 0,02 мм, Л=1,3, Х=1,1.
1.92.	Определить параметры состояния поверхност-
iioro слоя основных отверстий корпуса электродвигате-
ля, изготовленного из алюминиевого сплава с запрессо-
ванными втулками из стали СтЗ и из чугуна СЧ 20. На-
значить метод обработки основных отверстий.
Остальные данные взять по условию задачи 1.91.
1.93.	Определить параметры состояния сопрягаемых
поверхностей вала и втулки, изготовленных из конструк-
ционной стали, метод окончательной их обработки, га-
рантированно обеспечивающих передачу крутящего
мента для условий, приведенных в табл. 1.27.
1.94.	Определить ожидаемые параметры шероховато-
сти при чистовом точении заготовки из конструкцион-
ной стали 40Х (ов = 1000 МПа) резцами (а' =
= 1,2-10~5 1/с; поперечное сечение державки ВУ(Н~
=20X30), оснащенными пластинками из твердого спла-
ва Т15К6, с геометрическими параметрами: ср=45°,
Ф1 = 5С, у=0, а=Г, г=1 мм. Режимы обработки: и = -
= 150 м/мии, /=0,5 мм, S=0,16 мм/об. Обработка ве-
71
1.27. Исходные данные к задаче 1.93
!
Вариант	Передавае- мый момент М, кН-M	Размеры соединения, мм			Минималь- ный натяг, мм	1 Метод сборки
		d	D	ь		
I	2	50	70	60	0.01	
2	2	50	70	60	0,03	
а	2	60	70	60	0,03	С охлажле-
* 4	2	60	90	100	0,03	нием
5	10	60	90	100	0,03	
6	10	60	90	100	0,03	Запрессовка
7	 10	70	90	100	0,03	
8	10	70	120	120	0,05	
9	20	90	130	130	0.07	
10	35	100	130	130	0.07	С нагревом
11	35	100	130	140	0,08	
12	35	100	150	140	0,09	
дется на токарно-вииторезном станке 1К62 (жесткость
станка /ст=20 кН/мм).
Решение.
Предварительно рассчитаем соотношение
s	0,16
arcs in тгг *== arcs in —тт— = 5 ,
Хе
в соответствии с
уравнение
которым [30, с. 109] для расчета Rz принимаем
cos т
(	2т„\
0.5Р(1 —
\ °в /
в.р-
(1.28)
tg 41
72
Для расчета по уравнению (1.28) необходимо определить то, р
и По уравнению [30, с. 105]
Т - '№а> F °" (iSr v‘ + 2°°
(1.29)
для заданных условий обработки имеем
л
Т “ 1О.1,2.10-*-2б.Зй 100 (0.5-0,16)°-75.150’-5 + 20» - 136» С.
Подставляя числовые значения коэффициентов о, bt с, m, f
[30, с. 104] в уравнение
5000
а (Т+273)
100 + Ъ + €
(1.30)
получим
5000
59 МПа.
9,81 2,72
100+6,6
+ 1,15
Для данных условий обработки из [30, с. 104] имеем
р=30 мкм. /?2в.р=0,6 мкм.
Подставляя исходные данные в уравнение (1-28), получим
Rz ™ 10®
1 (1 —cos 5) + sin 5 [0f 15 cos 5—
cos 0
— V0,16 sin5(2*l — 0,16sin5)l
2.59
800
4- 0,6 — 4,4 мкм.
tg5 0,16
Расчеты по эмпирическому уравнению
/?г=416,б£1-0.«50^-0-1г0.,г(50+у)во05а~0-,(ЮО/ст)-’с22	(131),
дают
/?z=4I6,6- 150’'°-45-0,16^se-0,5“0»1-l°-,2(50+0)0,cos* J-°-U100X-
XSO)”0’22—4,6 мкм.
Остальные параметры шероховатости рассчитываем по следую-
щим уравнениям [30, с 149]: /?a=0,2/?z; Rmai*5* 1.2/?z; Sm^S, ।
В таком случае 0,2-4,5 «=0,9 мкм; /?твх,=:1,24,5==5,4 мкм;
Sm==0,16 мм.
73
Расчеты по эмпирическому уравнению*.
Sm=l,79v-’>-1S».«/-'|.26(50+T)e'2,a(100/<„)-|).«	(1.32)
дают
1,79 150-0*1 - ОД 60-8 - 0,9-°*25 • 1°«18(50-Ь0)°’21* 1° • 2000-°’8I=
=0,17 мм.
Относительные опорные длины профиля рассчитываем по урав-
нениям [30]:
/Р=0,006р2,2 при	(1.33)
;	100-0,055 (100—р)1-8 при р>60%.	(1.34)
Вычисления дают:
/|0«0,006-102*2=0,95 %;
ho=0,006-202-2 = 4,4 %;
ho=0,006•302-2= 10,7 %;
hQ=0,006-402-2=20,l %;
ho=0,006-502-2=32,8 %;•
ho=0,006-602>2=49 %;
/7О=100—0.055- (100—70)*-«=75 %;
ho= 100-0,055- (100-80)18=88 %;
/8о = 100—0,055 - (100—90) *-8=96,5 %'.
1.95.	Определить среднее арифметическое отклонение
профиля шероховатости при электромеханической обра-
ботке (ЭМО) наружных цилиндрических поверхностей
деталей из стали 45, предварительно обработанных: то-
чением (/?а= 1,6 мкм) и шлифованием (/?а = 1,6 мкм).
Условия ЭМО: профильный радиус рабочего ролика
гр=1,5 мм; задний угол вдавливания ролика <ра=0,20;
сила гока 7=500 А; сила давления рабочего ролика на
обрабатываемую поверхность Q=800 Н; окружная ско-
рость детали v=30 м/мин, подача S=0,15 мм/об.
Решение. Подставляя исходные данные в уравнения [26,
с. 102]:
при предварительном точении (/?аисх=1,5—6,2 мкм)
fta = 0,006	v°’37 S’-35г0-36/~мз (-^-)-0'4 (tgq>.)-1,03; (1.35)
при предварительном шлифовании (₽аИСх=0,36—1,6 мкм)
/?a = 0,18^c?v°-30So-29/-<’-M(^) 0,41 г~°-2 (tg <р.)-®-23, (1.36)
74
получим соответственно
(йП \ *-0 4	С
-тт-) ’ 30°187-0,15М5 X
А V J
X 0,006“1,os 0,61 мкм: 9
Ra = O,18.1,6lt22-50O_'o*o3(^J~0,4l.30o>36.Of15()’29x
Х1,б~°’2.0,006-С’28 = 0,36 мкм.
1.96.	Определить среднее арифметическое отклонение
профиля шероховатости при ЭМО наружных цилиндри-
ческих поверхностей деталей из стали 45 для условий,
приведенных в табл. 1.28.
1.28. Исходные данные к задаче 1.96
Вариант	Метод предвари- тельной обработ- ки	Исходная шеро- ховатость мкм	Силз тока /, А	Сила Q прижа- тия ролика к об- рабатываемой поверхности, Н	Радиус рабочего ролика г, мм ।	1 Задний угол вдавливания ро- лика ф01 0	Скорость обра- ботки t>, м/мин	чэ о —. 3 3 «О СО ХГ СО С Е
1		3,0	20	200	0.5	0,3	30	0.1
2		1.5	20	200	0,5	0.3	30	0,1
3	Точение	1,5	600	200	0,5	0,3	30	0,1
4	V*  и	3,0	600	200	0,5	0,3	30	0,1
5		3,0	600	800	0,5	0,3	30	0,2
6		1,5	120	еоо	2,0	0,3	30	0.2
7		1,5	20	800	2,0	0,7	60	0.2
8		1.5	600	800	2,0	0,7	60	0,2
9	Шлифсн ванне ‘	3,0	600	800	2,0	0,7	60	0.2
10		0,5	600	200	0,5	0,7	60	0.2
11		0,5	600	к 200 £	0,5	0,3	60	0,1
12		0,5	600	800	0,5	0.3	30	0.1
L29. Исходные данные к задаче 1.97 <.
Вариант	Зернис- тость	Концент- рация	Глубина резания t, мм	Подача $Пр, мм/об	Число рабо- чих ходов N
1	20/14	100	0,005	• 0,3В	• 0
2	20/14	100	0,005	0,3В	10
3	20/14	100	0,010	0.3В	
4 	63/50	50	0,010	0,5В	5
1  5	63/50	50	0,015	0,8В	
6	63/50	I50	0,015	0,8В	3
7	125/100	150	0,015	0,7В	
8	125/100	200	0,030	0,7В	1
9	125/100	200	0,030	0,1В	6
10	200/160	250	0,030	0,1В	0
11	200/160	250	0,040	0,3В	
' 12	200/160	100	0,040	0,3В	3
1.97.	Определить ожидаемые параметры шероховато- '
сти при круглом шлифовании заготовок из стали 40Х/,
кругами (шириной В=63 мм) на связке Б156 для уело-/'
вий обработки, приведенных в табл. 1.29.	ч
1.98.	Определить параметры шероховатости поверхно-^
сти Ra и Sm при точении стали У10А (HRCS 62) резца-?
ми, оснащенными эльбором-Р, для условий обработки,,
приведенных в табл. 1.30.
j V 1.99. Определить среднее арифметическое отклонение
< профиля шероховатости Ra при накатывании наружной
цилиндрической поверхности детали из стали 45. Усло-
вия обработки приведены в табл. 1.31.
1.100.	Определить оптимальные режимы алмазного
выглаживания роликов диаметром 20 мм из стали ШХ15
(HRCz 63...64), предварительно обработанных с Rz=s
1.30. Исходные данные к задаче 1.98
Вариант	Радиус при вер- шине резца г, мм	| Передний УГОЛ I. *	Подача S, мм/об	Скорость резания v, м/мин
1	0,5	5	0,05	100
2	2,0	5	0,05	100
8	2,0	— 10	0.05	100
*4	2,0	—30	0,05	100
5	0,5	—30	0,05	100
6	0,5	-10	0.1	100
7	0,5	——10	0.1	150
8	2,0	—10	0,1	150
9	2,0	5	0.1	150
10	2,0	—30	0.1	150
п	0,5	-30	0,19	150
12	1,0	—10	0,19	150
=8,0 мкм с целью получения Яа=0,5 мкм на токарном
станке 1К62. Условия алмазного выглаживания: мак-
симальные напряжения в контакте Стах ”8000 МПа,
диаметр деформирующего инструмента йи=3 мм.
Решение. Преобразовав уравнение
№-1.1	s0,14 v0-05°’27 d-''-3,
получим зависимость для определения подачи, обусловленной
i ховатостыо обрабатываемой поверхности:
№’-м
-.0,36
*гисх v
(1.37)
9
шеро-
5,Ы0Ч'
Подставив исходные данные, получим
S «= 0,18/tAse.
77
1.3t. Исходные данные к задаче 1.99
Вариант	Профильный ра- диус рабочего ролика г. мм	Задний угол вдавливания ро- лика <р , 0 Д’	Силз прижатия ролика Q, Н	Скорость нака- тываний V, м/мин	Подача^, мм/об	Негодная шеро- ховатость ₽АИСХ, МКМ
1	1.0	0,3	100	50	0,05	1.6
2- I	3,0	0,3	100	50	0,05	1.6
3	3.0	0,7	100	50	0,05	1.6
4	1.0	0,7	100	50	0,05	3.2
5	1.0	0,7	400	50	0,05	3.2
6	з.и	0.7	400	50	0,05	3,3
7	3,0	и.з	400	50	0,05	3,2
8	1.0	0,3	400	50	0,15	3.2
9	1.0	0,3	400	100	0,15	3.2
10	3,0	0,3	400	100	0,15	0,8
11	3,0	' 0,7	400	100	0,15	0,8
12	1.0	0,7	400	100	0,15	0,8
Учитывая, что —nd/i/1000, имеем S=0,49/n°-33,
Из условий обеспечения стойкости инструмента обработку ал-
мазным выглаживанием целесообразно производить при скоростях
v-=10.,.70 м/мин, откуда
1000-10
- п,20 ~ 159 мин-’;
1000-70
Алах =	71-20	= 1П5 мии \
Скорректировав эти числа оборотов с паспортными данными
станка 1К62, определим промежуточные числа оборотов шпинделя
станка. Затем произведем вычисления по уравнению для S и, скор-
78
ректировав полученные значения допустимых подач, получим сле-
дующие данные:
Л, мин 1
5ПВСП’ мм'оС
я 5пасп- ««/мин
160
2С0
250
315
400 -
500
630
800
1000
1250
0.08
0,073
0,067
0,062
0,057
0,052
0,048
0,044
0,041
0,075
0,075
0,06
0,06
0,05
0,05
0,05
12,0
15,0
15,0
18,9
20
25
31,5
S, мм/об
Таким образом, оптимальными режимами алмазного выглажи-
вания роликов нз стали ШХ15 (HRC9 63...64) на станке 1К62, позво-
ляющими получить jRa—0,5 мкм прн исходной /?z=8,0 мкм, явля-
ются п=630 мин-1 и S=0,05 мм/об.
41.101. Определить оптимальные режимы чистового
точения жестких валов диаметром d=40 мм из стали
45 на токарном станке 1К62, резцами Т15К6 с глубиной
резания /=0,6 мм и Ra=23 мкм.
Решение. В качестве технических ограничений при чистовом
точении жестких валов могут быть приняты;
ограничение по стойкости [27]
и Л	3» 18 Cv kv
.	nS Tmtxd 1	(1.38)
принимаем Т=60 мин; Cv=420; х=0,15; Ул=0.20; m=20; kv=*
=75/61 [26]; ограничение по шероховатости*
Ra - O,85<0-31 S0'58 ф0'4 г-0-61 г-ю-в8(-^-)0’’58;	(1.38)
ограничение по минимальной подаче станка

ограничение по максимальному числу оборотов шпинделя
П < «сттах-
Подставляя данные, характеризующие условия обработки в
уравнении (1.38) и (1.39), и принимая исходя из паспортных даи-
* Уравнение получено экспериментально, ограничения по шеро-
ховатости см, [24, 26, 301.
79
ПЫХ станка Sct mln— 0,07 мм/об И	—2000 мин полу
ним после вычислений
nS°-2s£ 1954,3; no’wl/S°’68^0,4; S>0,07; п^2000.
Введя обозначения lnn=s=Xf, ln(100S)=X2. получим систему
линейных неравенств, представляющих собой математическую мо-
дель процесса обработки:
Xi+0,2X2^7,58; 0,061Xi—0,5 №^0,91; Xt <7,60; Х2> 1,93.
Решение этих неравенств позволяет определить оптимальные
режимы резания?
лопт — еХ10ПТ — е’ =- 1100 мни—1;
еЛ»опт е2,5
$опт в 100 ° 100"в 0Д2 мм/об.
1.102.	Определить оптимальные режимы алмазного
выглаживания роликов диаметром 20 мм из стали
ШХ15 для получения заданного среднего арифметиче-
ского отклонения профиля шероховатости для условий,
приведенных в табл. 1.32.
1.103.	Определить наиболее производительный метод
обработки роликов из стали 45 (HRCS 48), £>=100 мм,
£=350 мм (алмазное точение или магнитио-абразивиая
обработка) для получения шероховатости /?а=0,3 мкм,
если шероховатость поверхности после предварительной
обработки /?аисх=1,5 мкм. Условия обработки: алмаз-
ное точение производится иа станке резцами, оснащен-
ными эльборовыми пластинами с радиусом при вершине
г=1,5 мм и передним углом у=0; магнитно-абразивная
обработка производится на установке ФАС (при режи-
мах: зернистость порошка /г =120; скорость вращения
детали v=84 м/мии; зазор между полюсииками и де-
талью 6 = 1 мм; магнитная индукция в зазоре В =
= 1,0 Тл; скорость осциллирующего движения инстру-
мента о0=5 м/мин).
Решение. Преобразовав уравнение [26, с. 101]
Ra = 0,165°-59 (90-Ь у) 0-68г-°’29у-в-19,	(1 40)
получим зависимость для определения подачи, мм/об, ограниченной
шероховатостью обрабатываемой поверхности,
S = 22,13
Яп1,6У r°’49v0,32
(90 + т)0,12
Подставляя исходные данные и учитывая, что о — лdnf1000, по-
лучим 5 = 0,017л0-32, Так как максимальная производительность буч
80
1.32. Исходные данные к задаче 1.102
Вариант	Исходная те* роховатость ^исх. мкм	Шероховатость поверхности ро- лика после ал* мазного выгла- живания Ra. мкм	Максималь- ное напряже- ние вконтак- те ’max’ МПа	Диаметр де- формирую- щего инстру- мента Ои, мм
 1	12	0,8	8000	3
2	12	*	0,6	8 000	6
3	12	0,4	12000	6
4	12	1,0	5000	2
5	10	0,8	8000	3
6	10	0,6	8 000	5
7	10	0.4	12 000	6
				
8	10	1,0	4 000	2
9	4	0,8	4000	2
10	4	0,6	8000	3
11	4	0,4	10 000	5
12	4	0,3	15000	б
дет обеспечиваться при наибольшей допустимой подаче, которая,
как видно из последнего равенства, возрастает с увеличением ско-
рости резания, то для максимальной скорости, допускаемой стойко-
стью инструмента, Umax =“150 м/мин, получим
1000vmax	1000-150
Лтах “	К100	3,14-100	мин '
Скорректировав значение «max с паспортными данными станка
(япасп=400 мин~5), имеем 5=0,12 мм/об (5Васп=0,125 мм/об).
Машинное время обработки при алмазном точении	(
£-|_/l + Z3 150 4-5 4-5
/м“ «пост «паси “ 0,125-400 “ 3,2 мнн.
где /1 и /2— соответственно врезание и перебег инструмента, мм.
Преобразовав уравнение [26, с. 102]
На =* 0,58ЯсЛ5к5 й0*15 Ь0’3 СТ0,52 В"0’05 v-t)’08 о^0,26,	(1.41) _
г! Я» Л.	М
получим зависимость для определения машинного времени обработ- 4
81
ки fM. обеспечивающего получение требуемой шероховатости поверх-
ности №=0,3 мкм при магнитно-абразивиой обработке;
V7o.58№„’cx5ft0,16 6°-3	!
/м"|/ RaB^v^v^ ’
Подставив исходные данные, получим £м = 4,5 мин. Следова-
тельно, для данного случая наиболее производительным методом об-
работки является алмазное точение.
1.104.	Определить наиболее производительный метод
обработки: точением эльбором-Р или магнитно-абразив^
ная обработка на установке ФАС роликов из стали
.45 (HRCd 48) диаметром Z) = 100 мм и длиной £ =
= 150 мм для получения требуемой шероховатости по-
верхности. Условия обработки приведены в табл. 1.33.
1.105.	Определить наиболее производительный тех-
нологический метод (торцовое фрезерование или стро-
гание) обработки плоской поверхности плиты (100Х
Х300 мм2), обеспечивающей получение требуемой ше-
роховатости /?а=2,0 мкм. Глубина резания /=0,5 мм.
Фрезерование производится на универсально-фрезерном
станке 6М80 торцовой фрезой D=160 мм с шестью рез-
цами (радиус при вершине резца г=1 мм, передний
угол у=5°); строгание — на станке 736 резцом с г=
=2 мм и у=5°.
Решение. Принимаем, что подготовительно-заключительное
время при фрезеровании н строгании будет одинаковым, тогда ос-
новное время на обработку будет определяться машинным време-
нем tM, которое можно вычислять по следующим зависимостям:
при фрезеровании
где Su — минутная подача, Su=Sxzn, мм/мин; L — длина рабочей
подачи стола станка с учетом врезания Л и перебега 12 фрезы; L—
мм (здесь
Учитывая, что наибольшая производительность будет обеспечи-
ваться при наибольшей подаче на зуб SZt которая, как следует из
[26, с. 104], соответствует наибольшей допустимой Скорости резания
4=44 м/мии, получим п=88 мин~1. Ближайшее меньшее значение
числа оборотов по паспортным данным стайка ппасп=71 мии*^
Откуда ППасп=35,7 м/мии.
Преобразовав уравнение [30]
V Ra « 4830s*’69 /°*15 v'1’23 г"0,14 Г-0,46,	(1.42)
получим зависимость для определения подачи на зуб допустимой
шероховатостью поверхности:
Г ' -;/^о0,59 ^0,73^.0,08 ^0,27
t	Sg =	j——.
/
г
f
82 .
>
1
1.33. Исходные данные к задаче 1.104
Шерохова-
тость
Точение эль
бором-Р
Магнитно-абразивная обработка
1
за
3
сь
ф
m
св ь
5S « «3
* О О
схЖ о _
О о S *
СО К ф *
г; <и 5
х К »
v и 2
ш
X
си
CQ
И
1	2,0	0.5	0.5	0	120	84	10	10	б
2	2,0	0.3	0,5	0	120	84	10	10	6
3	2,0	0,1 >	1,5	10	100 	70	10	10	6
4	1.5	0.5	1.5	10	100	70	10	10	б
5	1,5	0,3	1,0	5	100	70	10	10	6
б	1,5	0,1	1,5	5	100	70	10	10	6
7	1.0	0,3	1,0	5	100	70	10	10	6
8	1,0	0.1	2,0	—20	100	70	10	10_	6
9	1,0	0,1	2,0	—20	100	100	0,5	0,5	10
10	2,0	0,5	0,5		120	100	0,5	0,5	10
11	2,0	0,3	0,5		120	100	0,5	0,5	10
12	2,0	0.1	2,0	—5	120	100	0,5	0,5	10
Подставляя исходные данные в это уравнение, получим S,™
«=0,24 мм/зуб. Минутная подача SM=0,24-6-71 —102 мм/мин. По
паспортным данным станка, ближайшее меньшее значение SDaOu^
= 90 мм/мии. Поскольку
1005
Zi “ 4'	«16 мм и 4 яж 300	10 -f-16 - 326 ммж
/м =- 326/90 «3,6 мин.
При строгании tVL=B/l{Sn),
83
Поперечное перемещение стола станка при чистовом строгании
плиты с учетом перебега и врезания резца В' ==*В+2-|-2, мм. Число
1000г/
двойных ходов /г= ~2 527*
Корректируя наибольшую скорость строгания v—22 м/мии по
паспортным данным станка (ближайшее меньшее значение числа
двойных ходов п—28,0), получим v=21,7 м/мии.
Преобразовав уравнение [26, с. 104]
/?a=37,3SJ-e3Y0-27o-0-ll/-0'’2r~cL60f
(1 43)
получим уравнение для определения подачи, допустимой шерохова-
тостью поверхности прн строгании,
5-0,152
Лв”-62
„0.06 ,0,06 „0,31
V ► г
^0,14
Подставляя исходные данные в уравнения, получим 5=»
<*0,25 мм/дв. ход; машинное время /м —19,9 мин.
Таким образом, наиболее производительным методом обработ-
ки плит, позволяющим получить /?а=2,0 мкм, является торцовое
фрезерование.
1.106.	Определить наиболее производительный тех-
нологический метод обработки (торцовое фрезерование
или строгание) плоских поверхностей плит обес-
печивающий получение требуемой шероховатости Ra
для условий, приведенных в табл. 1.34.
1.107.	Определить наиболее производительный метод
отделочно-упрочняющей обработки .{накатывание шари-
ковой головкой или вибронакатывание многошарико-
вым виброустройством) направляющих станков из чугу-
на СЧ 20 для получения /?а=0,5 мкм при исходном ее
значении /?цнсх=2,0 мкм. Накатывание производится
упругой многошариковой (число шариков 2=8 шт.) го-
ловкой. позволяющей обрабатывать направляющую за
один рабочий ход, рабочее давление шариков р=
==300 МПа. Вибронакатывание производится упругим
многошариковым виброустройством с числом шариков
2=18, позволяющим обрабатывать направляющую за
один рабочий ход с амплитудой и частотой колебания'
шариков соответственно А=5 мм и /=750, взаимным
перекрытием шариков /2=2,5 мм, рабочее давление ша-
риков р=300 МПа.
Решение. Преобразовав уравнение [26, с. 105]
№ - 3,43/Ц^ S^2	AT-0102	(1 - 44)
84
1.34. Исходные данные к задаче 1.W6
1	50	100	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0
2	50	300	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0
3	50	500	0,5	4.0	5	2,0	5	2,0
4	100	100	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0
5	100	300	0,5	4,0	5	2.0	5	2,0
6	100	500	0,5	4,0	5	2,0	5	2,0
7	100	500	1.0	4.0	10	2.0	5	2,0
8	100	500	1.0	2.0	10	0,5	5	2,0
9	20	500	0,5	2,0	10	•0,5	5	0,5
10	20	100	0,5	2,0	10	0,5	10	0,5
11	20	100	0,5	2,0	10	0,5	10	1,0
12	20	100	0,5	2.0	10	1,0	10	1.0
относительно продольной подачи, определяющей производительность
обработки, получим
•^пр
Подставив исходные данные в полученное уравнение, определим
0,55 • 304’5 - I0’1
Sup e 0,02	. 95
=«8,9 ммдмип. шар).
85

Вариант		1.35. Исходные данные к задаче 1.108
Исходная шеро- ховатость Л«„СХ' мкм		
Требуемая шеро- ховатость /?в, мкм ► •		
Число шари- ков Z	Накатывание	
Давление шариков р, МПа		
Число рабо- чих ходов /V		
Давление шариков р, МПа	Вибронакатыввние	
Число рабо- чих ходов /V		
I
3
x
s

I
о
*
K-4

Учитывая, что обработка производятся аосьмншариковой го-
ловкой, получим
Snp.w=2<Snp—8 8,9=71,2 мм/мин.
Преобразовав уравнение 126, с. 105)
Подставив исходные данные, определяющие условия внброна^
катывания, в последнее уравнение, получим
23*48
$пр.м“ 1723 ддзла.о 53»45.— 45»6 мм/мии.
Таким образом, наиболее производительным методом отделоч-
но-упрочняющей обработкой направляющих станков из чугуна
СЧ 20, позволяющим получить /?а=0,5 мкм, является накатывание
многошариковой головкой.
1.108.	Определить наиболее производительный метод
отделочно-упрочняющей обработки (накатывание шари-
ковой головкой или вибронакатывание многошариковым
виброустройством) направляющих станков из чугуна
СЧ 20 для получения требуемого значения шероховато-
сти обрабатываемой поверхности Ra. Условия обработ-
ки приведены в табл, 1.35.
ГЛАВА &
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ и экономичность
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
§ 2.1.	ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
ЗАГОТОВОК
На первом этапе выбора заготовки осущест-
вляется предварительная оценка вариантов, которая
позволяет по внешним признакам эффективности (сни-
жения материалоемкости, трудоемкости обработки)
отобрать наиболее приемлемые. Показатели предвари-
тельной оценки следующие.
1.	Коэффициент использования материала
£и.М= Сд/0з,	1^.1)
где 6Д, G3 — масса детали и заготовки, кг.
Чем выше значение коэффициента использования ма-
териала (/гим^/), тем при прочих равных условиях тех-
нологичнее конструкция заготовки и ниже ее себестои-
мость.
2.	Трудоемкость изготовления tw детали для нового
варианта
/„ = /6 V(0,,/G'J*,	•	(2.2)
где tc — трудоемкость изготовления детали по базовому
варианту, нормо-ч, или норма штучного времени, мин;
Ор— масса заготовки, кг, при новом и базовом
(сравниваемом) варианте.
3.	Снижение материалоемкости, кг
Д0=(6б-0н)^г,	12.3)
где NT— годовой объем выпуска деталей, шт.
4.	Себестоимость С изготовления детали. В структу-
ре себестоимости затраты А1о на основные материалы
и заработную плату 3G основных рабочих составляют
в машиностроении 80 % [7]. Поэтому сравнение вари-
антов можно производить по этим двум статьям:
С=МО+3О.	{2.4)
Стоимость основных материалов
Mo = G3CM^.3-goCo-10-3,	R2.5)
где Ga — масса заготовки, кг; См — стоимость едини-
цы массы заготовки, руб/кг; Ат_8— коэффициент, учиты-
88
вающий транспортно-заготовительные расходы '(&г,3=
= 1,04... 1,08 для черных металлов и /гт.3= 1,0... 1,02 для
других материалов); go — масса отходов на одну де-
таль, кг;
go=G3 Од;	.(2.6)
Со — стоимость отходов, руб/т (стружка чугунная —
25,6 руб/т; стружка стальная соответственно витая и
мелкая—18,4 и 22,6 руб/т). Стоимость чугунного и
стального литья, штамповок и поковок [27, табл. 4—13,
с. 420—424J.
Заработная плата основных рабочих
т
Зо = H*np 1,25 £ /Ш|СТ1,	(2.7)
где kb.v — коэффициент, учитывающий средний процент
выполнения норм (может быть принят 1,18); &пр—ко-
эффициент, учитывающий премии и другие доплаты;
принимается в размере 1,2—1,4; 1,25 — коэффициент,
учитывающий дополнительную зарплату и отчисления
по социальному страхованию; /Ш1- — штучное время на
выполнение i-й операции; CTt — часовая тарифная став*
ка работы, выполняемой на i-й операции, руб. [27,
табл. 19, с. 428].
Окончательный вывод о целесообразности того или
иного варианта делают после сравнения суммарных при-
веденных затрат, рассчитываемых по уравнению
№пр=С-№К,	(2.8)
где С — себестоимость изготовления годового выпуска
деталей; £н — нормативный коэффициент эффективно-
сти, равный 0,15; К — годовые капитальные вложения,
руб.
Вариант, для которого данная сумма затрат будет
наименьшей, считается наиболее оптимальным. При от-
сутствии дополнительных капитальных вложений опре-
деляют экономию по себестоимости
ДС=(Сб-Сн)/Уг,	(2.9)
где Се, Си — себестоимость изготовления деталей из раз-
личных заготовок сравниваемых вариантов (базового
и нового).
89
Рис. 2.1. Эскиз зубчатого коле-
ей (к задаче 2.1)
Ф98
04W
<--
Рис. 2.2. Эскиз втулки (к за-
даче 2.2)
2.1.	Зубчатое колесо может быть изготовлено из
прутка диаметром 80 мм массой 2,45 кг или из штучной
заготовки, полученной штамповкой с массой 1,040 кг;
масса детали 0,590 кг (рис. 2.1). В варианте 1 обработ-
ка резанием ведется на станке 1Б290-4К. Трудоемкость
данной операции /ш= 1,42 мин. В варианте 2 обработка
ведется на трех станках: 1719, 2Н135, 7Б64. Годовой
объем выпуска 15000-шт. Капитальные затраты с уче-
том занятости работы оборудования составили для пер-
вого варианта 2626 руб., второго 171 руб. Определить
на основе расчета технико-экономических показателей
наиболее рациональный вариант заготовки.
2.2.	Заготовку втулки 2-й группы сложности изготов-
ляют из углеродистой стали различными методами
(рис. 2 2). Масса детали 1,08 кг. Рассчитать техиико-
экономические показатели выбора наиболее рациональ-
ного метода при годовом объеме деталей 5000 шт. Дан-
ные к задаче приведены в табл. 2.1. Сравнить следую-
щие методы получения заготовок: Mi с методами М2,
—Л16; М2 с методами М3; М3 с методами Мь М5
и Л16.
Методические указания к решению задачи: часовую
тарифную ставку токаря принять равной 0,606 руб.;
шлифовщика — 0,548 руб.; стоимость 1 т заготовки см. в
[27]; стоимость 1 т прутка 130 руб.; стоимость 1 т от-
ливки по выплавляемым моделям — 700 руб.
2.3.	Полый вал (рис. 2.3) из углеродистой стали из-
готовляют различными методами. Масса вала 12 кг.
60
2.1. Технике-экономическая характеристика методов
получения заготовок (к задаче 2.2)
Исходные денные	Mi — литье в песчаные формы	М2 — ковка на ГКМ	М3 — ковка свободная	М< — прока- тывание (пруток)	— литье 1 по выпЛав- । ляемым мо- делям	— штам- пов* а
Масса заготовки, кг	2,02	2,4	4.3	4,0	1,2	2.6
Трудоемкость механической						
обработки, мин:						
точение	Ь,2	—	20			•••«
шлифование	2,0	1	3.0	Ч	1 	
Рассчитать технико-экономические показатели и вы-
брать наиболее целесообразный метод получения заго-
товки. Данные к задаче приведены в табл. 2.2. Срав-
Рис. 2.3. Эскиз полого вала, изготовляемого из различных заготовоя
(к задаче 2.3)
«I
2.2. Технико-экономическая характеристика методов получения
заготовок (к задаче 2.3)
Исходные данные	Л1, — про- катывание	- штампов- ка на .Прессах	Л13- штампов- ка на ГКМ	Л14 —труб- ная заго- товка
Масса заготовки, кг	30	25	20	18
Стоимость 1 т заготовки, руб.	95	255	285	140
Трудоемкость механической обработки, мин »	30		15	
нить следующие методы получения заготовок: Mi и М3
с методом Л14, М2 с методом ЛЯ3.
§ 2.2. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ
Припуск — слой материала, удаляемый с по-
верхности заготовки для достижения заданных свойств
обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обра-
ботку поверхностей деталей может быть назначен по
справочным таблицам или на основе расчетно-аналити-
ческого метода. Расчетной величиной припуска является
минимальный припуск на обработку, достаточный для
устранения на выполняемом переходе погрешностей об-
работки и дефектов поверхностного слоя, полученных на
предшествующем переходе или операции и компенсации
погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.
Минимальный припуск
при обработке наружных и внутренних поверхностей
(двусторонний припуск)
22^ min == 2	4~	1+ ]/"Ли—i 4“ ezJ:
(2-10)
при обработке поверхностей вращения в центрах
22i min—2 {Rzi—i) ;
(2.H)
при последовательной обработке противолежащих по-
верхностей (односторонний припуск)
mln = { ^4“Л) i-1 +Да i-1- |(2.12)
&2
при параллельной обработке противолежащих по-
верхностей (двусторонний припуск)
2Z» min=2i-f-Aj i—(2.13)
где Rii-i — высота неровностей профиля на предшест-
вующем переходе; — глубина дефектного поверх-
ностного слоя на предшествующем переходе (обезугле-
роженный или отбеленный слой); As f-t — суммарные
отклонения расположения поверхности (отклонение от
параллельности, перпендикулярности, соосности) на
предшествующем переходе; ег — погрешность установки
заготовки на выполняемом переходе.
Отклонение А£ необходимо учитывать у заготовок
(под первый технологический переход); после черновой
и получистовсй обработки лезвийным инструментом
(под последующий технологический переход), после тер-
мической обработки. В связи с закономерным уменьше-
нием величины Aj при обработке поверхности за не-
сколько переходов на стадиях чистовой и отделочной
обработки ею пренебрегают.
На основе расчета промежуточных припусков опре-
деляют предельные размеры заготовки по всем техноло-
гическим переходам. Промежуточные расчетные разме-
ры устанавливают в порядке, обратном ходу техноло-
гического процесса обработки этой поверхности, т. е. от
размера готовой детали'к размеру заготовки, путем
последовательного прибавления (для наружных поверх-
ностей) к исходному размеру готовой детали промежу-
точных припусков или путем последовательного вычита-
ния (для внутренних поверхностей) от исходного раз-
мера готовой детали промежуточных припусков. Наи-
меньшие (наибольшие) предельные размеры по всем
технологическим переходам определяют путем округле-
ния в сторону увеличения (уменьшения) расчетных раз-
меров. Округление производят до того знака десятич-
ной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого
перехода. Наибольшие (наименьшие) предельные раз-
меры определяют путем прибавления (вычитания) до-
пуска к округленному наименьшему (наибольшему) пре-
дельному размеру.
Предельные значения припусков Zmax определяют
как разность наибольших (наименьших) предельных
размеров и Zmln как разность наименьших (наибольших)
предельных размеров предшествующего и выполняемого
(выполняемого и предшествующего) переходов.
93
(2.14)
(2Л5)
Общие припуски Zomax и Zofom определяют как сум-
му промежуточных припусков на обработку:
4,	i maxi
Zo mln	< mln*
Правильность расчетов определяют по уравнениям
-Zf max—mln!!a=^ {-1—Tit	/2.16)
2Z/max -2Zfnlin =	(2.17)
max ZQ min = Т'з—л\	J2.18)
2Zoraax - 2Zomln^ TD - 7\,	(2.19)
где Ti^tTDl ^ —допуски размеров иа предшествую-
щем переходе; TitTDt —допуски размеров на выпол-
няемом переходе; Т3у ТD* —допуски на заготовку; Тя,
Тпэ—допуски на деталь.
При необходимости находят номинальные размеры.-
Для наружных поверхностей номинальный размер заго-
товки равен наибольшему размеру, т. е.
G=flmaxJ	*	(2.20)
иа чертежах указывают
Ятах(—т)»	.(2.21)
для внутренних поверхностей номинальный размер
заготовки равен наименьшему размеру, т. е.
a=amin;	12.22)
на чертежах указывают
flmax‘+Tt	'(2.23)
Если допуск расположен симметрично относительно-
го номинального размера, то
a
max
(-т)
(<4)
mtn
(2.24)
В уравнениях (2.20) — (2.24) а, дтах, «min— соответ-
ственно номинальные, наибольшие, наименьшие предель-
ные размеры заготовок.
Припуски, а также предельные промежуточные и ис-
ходные размеры заготовки удобно определять, запол-
няя специальную таблицу (табл. 2.3).
94
2.3. Результаты расчета припусков на обработку в предельных размеров по технологическим переходам
(к задаче 2.4)
Маршрут обработки по-	Элементы припуска, мкм				Расчетные величины		Допуск на	Принятые (округлен- ные) размеры заго- товки по переходам, мм		Предельный припуск, мкм	
верхвости диаметром	Rx .	h	1 s	е	припуска Zp мкм	минималь- ного диа- метра, мм	выполняемые размеры, мкм	наиболь- шие	наимень- шие	zmax	^min
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Штамповка	160	200	500	 W	—•	57,122	2000	59,0	57,0	•we	
Точение:											
черновое	50	50	30	0	1720	55,402	400	55,80	55,40	3,2	1,6
чистовое	25	25	1,2	0	260	55,142	120	55,27	55,15	0,53	0.25
Шлифование:											
предварительное	10	20	0	0	102	55,040	60	55,10	55,04	0,17	0,11
окончачельное	 1 	—**		— —	60	54,980	20	55,00	54,98	0»1	0,06
Рис. 2.4. Эскиз ступенчато-
го вала (к задаче 2.4)
2.4.	Трех ступенчатый вал (сталь 45) изготовляют из
штампованной заготовки II класса точносги (рис. 2.4).
Масса заготовки 2 кг. Токарной операции предшество-
вала операция фрезерно-центровальная, в результате
которой были профрезерованы торцы и зацентрованы
отверстия. Базирование заготовки при фрезерно-центро-
вальной операции осуществлялось по поверхностям D\
и D3 (Р] = 1>з=25 мм). Шейка вала с диаметром D2
ступени имеет диаметр 55/i6(_Oio2). Рассчитать промежу-
точные припуски для обработки шейки D2 аналитиче-
ским методом. Рассчитать промежуточные размеры для
выполнения каждого перехода.
Решение. Соответственно заданным условиям устанавливаем
маршрут обработки ступени D2 [26, с. 8—9, табл. 4):
черновое обтачивание;
чистовое обтачивание;
предварительное шлифование;
окончательное шлифование.
Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки
в центрах.
Заносим маршрут обработки в графу 1 (см. табл, 2.3). Данные
для заполнения граф 2, 3 для штампованной заготовки взяты из
[25, с. 186, табл. 12), для механической обработки — из [26, с. 188,
табл. 25) Данные графы 8 для заготовки взяты нз [9, с. 245,
табл. 47], а данные для обработки резанием — нз [26, с. 8, табл. 4].
Расчет отклонений расположения поверхностей:
Величину отклонений для штампованной заготовки при об-
работке в центрах определяют по [26, с. 187, табл. 18)
Д2 - }Лд2к 4- Ду = /24’ + 500’ « 500 мкм,
где Д2к — общее отклонение осн от прямолинейности;
Ахк =2Дк/к=2-0,15-80=24 мкм,
здесь /н —размер от сечення, для которого определяется кривизна;
до торца заготовки, равный (/н=Л~Н2) для рассматриваемого слу*
чая /1-Нг=80 мм; Дк — удельная кривизна, мкм на 1 мм длины (в
маршруте предусмотрена правка заготовки на прессе, после которой
96
Ак=0,15 мкм/мм) [26 с. 186, табл. 16]; средний диаметр, который
необходимо знать для выбора величины Ак, определяется как
/Л 6 4~ ВчК 4- ... 4-
. L	~
25*30 4-55-50 4-25*70
*=----------г=7т--------— 35 мкм;
Ay — смещение оси заготовки в результате погрешности цен»ри-
вання;
Ду - 0,25 /7- + 1 - 0,25 /1,8’+ 1 - 0,5 мы,
где 7-= 1,8 — допуск на диаметральный размер базы заготовки, нс- *
пользованной при центровании, мм (9. с. 245, табл. 47].
Черновое обтачивание. Величину остаточных пространственных -
отклонений Аг определяют по уравнению	,
Аг “ Ку Ав =• 0,06-500 «= 30 мкм,	;
где Ку =0,06 — коэффициент уточнения [26, с. 190, табл. 29].
Чистовое обтачивание. Величина остаточных пространственные
отклонений Ar = KyAj: =0,04-30=1,2 мкм, здесь Ку=0,04 [2б,
с. 190, табл. 29]. Расчетные величины отклонений расположения по-
верхностей заносим в графу 4 табл. 2.3.
Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры
для каждого перехода производят по уравнению (2.11):
черновое обтачивание 2Z< TO|D = 2(1604-2004-500) = 1720 мкм;
чистовое обтачивание 2Z< roiD=2 (504-504-30) =260 мкм;
обдирочное шлифование 2Zf mIn=2(254-254-L2) = 102 мкм;
окончательное шлифование 2Z< mln=2(104-20) =60 мкм.
Расчетные значения припусков заносим в графу 6 табл. 2.3.
Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим
переходам производим, складывая значения наименьших предельных
размеров, соответствующих предшествующему технологическому пе-
реходу, с величиной припуска на выполняемый переход;
54,984-0,06=55,04 мм;
55,044-0,102=55,142 мм;
55,1424-0,26=55,402 мм;
55,4024-1,72=57,122 мм.
Наименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл, 2.3.
Наименьшие предельные размеры (округленные) заносим в графу 10
табл. 2.3.
Затем определяем наибольшие предельные размеры по пере-
ходам;
54,9804-0,020=55 мм;
55,0404-0,060=55,1 мм;
55,1504-0,120 = 55,27 мм;
55,4004-0,400=55,8 мм;
574-2=59 мм.
Результаты расчетов вносим в графу 9 табл. 2.3.
4 Заказ № 366
97
Расчет фактических максимальных и минимальных припусков
по переходам производим, вычитая соответственно значения наи-
больших н наименьших предельных размеров, соответствующих вы-
полняемому и предшествующему технологическим переходам:
Максимальные припуски;
55,1—55=0,1 мм;
55,27—55,1=0,17 мм;
55,8—55,27=0,53 мм;
59—55,80=3,2 мм.
Минимальные припуски:
55,04—54,98=0,06 мм;
. 55,15—55,04=0,11 мм;
55,4—55,15=0,25 мм;
57—55,4 = 1,6 мм.
Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 табл, 2.3.
Расчет общих припусков производим по уравнениям:
наибольшего припуска Zq m я т ^ZZma > =^0,1 4~0т 17-|~ 0,53 4-3,2 ==д
*=4 мм;
наименьшего припуска Zo mai=2Zmin = 0,06+0,l 1+0,25+1,6=
+=2,02 мм.
Проверку правильности расчетов проводим по уравнению (2.18)з
Zo max-“Zo min == 4—2,02=TV—Тц = 2,0—0,02=1,98 мм.
2.5.	Четырехступенчатый вал изготовляют из штам-
пованной заготовки II класса точности. Условия выпол-
нения операций и маршрут обработки элементарных по-
верхностей для вариантов 1 —10 такие же, как в зада-
че 2.4 (см. табл. 2.4, графа 1). Для вариантов 11—20
маршрут обработки поверхности тот же, что и для ва-
риантов 1—10, но перед предварительным шлифованием
предусматривается термообработка заготовки в печах.
Допускаемую удельную кривизну после термообработки
см. [26]. Рассчитать припуски и промежуточные раз-
меры по переходам. Данные к задаче приведены
в табл. 2.4.
2.6.	Четырех ступенчатый вал (см. табл. 2.4) изготов-
ляют из стальной штампованной на молотах заготовки
II класса точности (нормального). Параметр шерохова-
тости шейки вала диаметром D3 примем /?а=2,5 мкм.
Условия выполнения операций см. в задаче 2.4. Опре-
делить припуски на заготовку по таблицам (9, с. 249,
табл. 49] и расчетно-аналитнческим методом. Рассчи-
тать экономию материала за счет применения расчетно-
аналитического метода определения припусков при го-
довом объеме выпуска деталей 20 тыс. шт.
2.7.	Трехступенчатый вал (сталь 45) изготовляют из
штампованной заготовки II класса точности на горизон-
тально-ковочной машине. При обработке возможны две
схемы установки: в центрах и в трехкулачковом патро-
98
2.4. Размерная характеристика четырехступенчатого вала
(к задачам 2.5 и 2.6)
Вари- анты		Диаметр шеек, мм			Длина L, мм	W— Длина ступеней, мм			Масса заго- товки КГ1 О
		о,. Ол	о,	о»		h	/1	*a	
1;	11	30	50	^6(-JOtQ5)	220	’ 45	55	85	2,0 )
2;	12	45	65	55«)	260	55	65	95	4,7
3:	13	20	40	013)	180	40	50	60	1.0 1
4;	14	50	75	60/7 ("Я)	350	70	120	80	8,2 .
5;	15	25	45	35*6 (to®	200	40	50	70	1,5
6;	16	60	80	7Mto,on)	300	80	120	50	9,1
7;	17	40	60	50d8	280	50	70	90	4.1
8;	18	70	90	Wa7 (+^)	350	75	125	90	13,8
9;	19	35	55	«У6 (±Ж)	240	50	60	90	2,9
Ю;	20	55	75	65s6 (»	300	65	85 ✓	85	7,5
не с упором в торец. Определить наиболее эффективный
вариант обработки шейки диаметром D3 (с точки зрения
экономии металла) при годовом объеме выпуска
10 тыс. шт. Данные к^задаче приведены в табл. 2.5.
2.8.	Трехступенчатый вал (см. табл. 2.5) изготовляют
из горячекатаного стального проката нормальной точ-
ности или нз стали 45 из штампованной заготовки
П класса точности. Шейку диаметром £)3 обрабатывают
при установке заготовки в центрах. Определить пред-
почтительный вариант изготовления заготовки (с точки
зрения экономии материала). Припуски определить рас-
четно-аналитическим методом.
4*	"	99
2.5. Размерная характеристика трехступеичатого вала
(к задачам 2.7 н 2.8)
Вариант	Диаметры шеек заготовки, мм			Длина заготовки, мм			Масса за- готовки °3- кг
	я,		о8	L	11	/9	
1	30	55	+0,020 °°+ 0.003	200	45	55	2,02
2	35	55	°®—0,014	150	45	35	1,37
3	33	50	сл—0,060 6 -0,(Ь5	140	35	25	1,02
4	20	40	or — 0»025 ° --0*050	160	30	40	1,М
5	40	60	50-0,017	250	70	90	4,05
6	45	60	55^0,020	220	45	60	4,01
7	25	35	ул+О.ОЗО ZV+O,OI5	150	35	40	0,63
8	55	75	с г—0* 030 DJ-0,060	300	65	85	8,02
9	70	90	pn+01030 ov+0,010	350	75	125	14,33
10	50	75	fjn+0,010 uu-0,010	350	70	85	8,3
2.9.	Диск с центральным отверстием изготовляют из
углеродистой стали. Заготовка — поковка II класса (нор-
мальной) точности, ее изготовляют на горизонтально-
ковочной машине. Обработка поверхностей отверстия
может осуществляться за два установа или за один
установ. При обработке за два установа маршрут сле-
дующий: черновое растачивание отверстия с базирова-
нием по наружной необработанной поверхности Di
в патроне; черновое обтачивание наружной поверхно-
сти £>i с базированием по обработанному отверстию D2
на оправку; обработка отверстия в окончательный раз-
мер с базированием по поверхности D{. Во втором слу-
100
2,6. Размерная характеристика диска (к задаче 2.9)
Вариант	Размер диска, мм			Шерохова- тость поверх- ности Di Rat мкм	Масса за- готовки °Э’ кг
	Di	о,	L		
1	160	80И8	32	2.5	5,1
2	150	60Н8	20	1,25	2,1
3	220	100Н8	25	2,5	5,8
4	100	40Н7	15	1,25	0,77
5	350	I60H8	50 •X	2,5	€.1
чае (при обработке за один уставов) окончательная об-
работка отверстия производится с базированием по
необработанной наружной поверхности £>j в патроне.
Рассчитать припуски на поверхность О2 и определить,
какой из маршрутов обработки наиболее эффективен
(с точки зрения экономии металла). Данные к задаче
приведены в табл. 2.6.
2.10.	Чугунную втулку изготовляют центробежным
литьем на машинах с вертикальной осью вращения.
Отливка 3 класса точности. Обрабатывают поверх-
ность О2 (/?а=1,25 мм). Черновую и получистовую об-
работку производят на токарном станке с установкой
в грех кулачковом патроне. Чистовая обработка осуще-
ствляется шлифованием. Для повышения износостойко-
сти перед шлифованием введена закалка поверхности
отверстия ТВЧ. Как изменится величина припуска при
шлифовании, если отсутствует закалка, и на сколько?
Данные к задаче приведены в табл. 2.7.
2.11.	Заготовка шестерни может быть получена из
101
2.7. Размерная характеристика втулок (к задаче 2.10), мм
Вариант
1
2
3
4
5
115
ПО
200
120
100
Размеры втулок, мм
70
65
150
90
70
4ОН7
ЗОН?
6VH8
50Н7
ЗОН 7
30
60
по
40
70
40
60
20
40
стали {штамповка II класса точности) или из чугуна,
(отливка 3 класса точности литьем в кокиль). По-
верхность D2 отверстия имеет параметр шероховатости
Ла=2,5 мкм. Черновая и чистовая обработки отверстия
осуществляются - с базированием по обработанной на-
чисто наружной поверхности Du Рассчитать припуски
на поверхность D2 для двух вариантов получения заго-
товок. Определить наиболее экономичный вариант
(с точки зрения экономии материала). Данные к зада-
че приведены в табл. 2.8.
2.12.	У корпусной детали обрабатывают поверхности
D, и D2 отверстия с параметром шероховатости Ra=*
=2,5 мкм. Заготовкой является чугунная отливка с наи-
большим габаритным размером 1тэх> выполненная по
2-му классу точности. При обработке отверстий исполь-
зуют две схемы установки: схема а — базирование по
обработанной поверхности Б и двум отверстиям, обра-
ботанным с точностью по 7-му квалитету с параметром
шероховатости Ла=2,5 мкм, и схема б — базирование
2.8. Размерная характеристика шестерни (к задаче 2.11)
Вариант	Размеры шестерни, мм		
	О»	|	о, |	Л
1	85	20Н7	20
2	90	25Н8	25
8	100	35Н7	35
4	120	55Н7	50
5	130	65Н9	60

2.9. Размерная характеристика корпусной детали
(к задачам 2.12 и 2.13)
1
2
3
4
5
Вари- ант	Размеры детали, мм			Размеры отверстия» м м
			Я	
250
130
780
190
1100
200х120
100x70
650x290
140x60
920 x 600
100+0,27
^-0.35
250+0,23
56-л з
450+0',31
40 Н 8
20Н7
60Н9
15Н7 %
100 Н 9
по необработанной нижней поверхности Б. Установку
заготовок в обоих случаях производят в приспособление
с пневматическим приводом с прижимом к опорной по-
верхности. Погрешность установки в результате осадки
заготовки (см. [26], с. 43, табл. 14). Произвести расчет
промежуточных припусков и промежуточных размеров
на поверхностях Di и D2 и определить, в каком случае
значение ZiniXi при обработке отверстия будет больше
и насколько. Данные к задаче приведены в табл. 2.9.
2,13.	У корпусной заготовки (см. табл. 2.9) обраба-
тывают поверхность А размером и при этом необ-
ходимо выдерживать размер Н. Параметр шероховато-
сти поверхности A Ra=2t5 мкм. Заготовкой является
чугунная отливка, выполненная по 2-му классу точно-
сти. Допуск на размер Н у заготовки бо = ±О,8 мм. Про-
извести расчет припусков при двух схемах базирования
а и б (см. задачи 2.12) и определить наиболее эффек-
тивный вариант с точки зрения экономии материала.
§ 2.3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ И НОРМ
ВРЕМЕНИ
Одним из основных показателей целесообраз-
ности выбора операций является норма времени /шт.
Поэтому при проектировании операций для сопоставле-
ния вариантов производительности в ряде случаев мож-
но ограничиться сравнением штучного времени. Время
выполнения*операции зависит от режимов резания, обо-
рудования, схемы ее построения.

Назначение режимов резания [15, 16, 23, 27, с, 261 —
303] *:
Глубина резания Z, мМ. При обработке цилин-
дрических поверхностей (обтачивании, растачивании,
зенкеровании, рассверливании, шлифовании и т. п.)
/=0,5(D—rf),	(2.25)
где D — диаметр заготовки до обработки; d — диаметр
заготовки после обработки за данный рабочий ход ин-
струмента.
При сверлении
Z=0,5D,	'(2.26)
где D — диаметр отверстия. При фрезеровании, строга-
нии, шлифовании поверхностей
(2.27)
где Н — размер обрабатываемой поверхности до обра-
ботки; h — размер обрабатываемой поверхности после
одного прохода режущего инструмента.
* При назначении режимов резания допускается использование
материалов, изданных Научно-исследовательским институтом инфор-
мации и технико-экокомических исследований по машиностроению и
робототехнике:
1. Обшемашииостроительные нормативы режимов резания фре-
зами торцовыми с механическим креплением многограииых твердо-
сплавных пластин. Обработка иа фрезерных станках с ручным уп-
равлением (Временные), Серийное, мелкосерийное и единичное про-
изводство. М.: НИИМаш, 1978. 58 с,
2. Обшемашииостроительные нормативы режимов резания свер-
лами из современных марок быстрорежущих сталей (Временные).
М.: НИИмаш, 1978. 48 с.
3. Обшемашииостроительные нормативы режимов резаиия, нор-
мы износа и расхода инструментов для горизонтальных токарных
прутковых автоматов (Временные). М.: НИИмаш, 1983. 89 с,
4. Обшемашииостроительные нормативы режимов резания, нор-
мы износа и расхода твердосплавных сверл при сверлении отверстий
в закаленных углеродистых конструкционных сталях и чугунах.
(Временные). М.: НИИмаш, 1984. 39 с.
5. Обшемашииостроительные нормативы резания. Токарные и
карусельные работы (Выбор инструмента, режимов резаиня, опре-
деление расхода инструмента). М.: ВНИИТЭМР, 1985. 93 с.
6. Обшемашииостроительные нормативы режимов резания для
многоцелевых станков фрезерно-сверлильно-расточной группы (Вре-
менные). М.: ВНИИТЭМР, 1986. 159 с.
7. Обшемашииостроительные нормативы режимов резания, из-
носа, стойкости и расхода инструмента при обработке отверстий зен-
керами и развертками (Временные). М.: ВНИИТЭМР, 1987, 117 с,
104
Глубину резания при черновой обработке назначают
ио возможности максимальную и равную припуску на
обработку или большей части его, при чистовой (окон-
чательной) обработке — в зависимости от требований
точности размеров и параметров шероховатости по-
верхности.
Подача минутная
^>мин—«S/z,	(2.28)
где S — подача на одни оборот, мм/об; п — число оборо-
тов обрабатываемой заготовки или режущего инструмен-
та в минуту.
Подача на зуб, мм/зуб, при работе многолезвийным
инструментом
5г=	(2.29)
где г — число зубьев режущего инструмента.
Подачу при черновой обработке выбирают макси-
мально возможную, учитывая жесткость и прочность
сист емы станок — приспособление — инструмент — заго-
товка, мощности привода стайка, прочности твердо-
сплавной пластинки, при чистовой обработке—в зави-
симости от требований к точности и шероховатости по-
верхности.
Скорость резания гр, м/мин, вычисляют по
уравнению (2.30):
Vp=(2.30)
где v — скорость резания [27, с. 261];	^и» ““ ко-
эффициенты, учитывающие соответственно качество об-
рабатываемого материала, состояние поверхности заго-
товки, качество материала инструмента (15, 16, 23, 27].
Частота вращения лр, мин*1, или число двой-
ных ходов. Для токарной, сверлильной, круглошлифо-
вальной обработок
пр=1000ир/(эт£>),	(2.31)
где D — диаметр обрабатываемой заготовки или режу-
щего инструмента.
По паспортным данным станка определяют л, близ-
кую к расчетной пр. В справочниках по металлорежу-
щим станкам указывают обычно частоту вращения
шпинделей лтах и «пшч
105
Из определения геометрической прогрессии следует,
что
<
«max= «т1пфт—1»
где ф— знаменатель ряда; т— общее число ступеней
скорости соответствующего элемента станка. Исходя из
этого можно определить любую одну из четырех вели-
чин: «гпах, «min» ф или т, если известны значения всех
остальных. Значения нормализованных знаменателей
рядов ф, возведенные в степень, приведены в приложе-
нии, которым пользуясь можно легко определить зна-
чение ф на основании заданных в технической характе-
ристике станка «шах» «min и т. Для этого вычисляем ча-
стное «max/«min и в строке, соответствующей степени
т—1, находим то числовое значение фш-1, которое равно
или близко вычисленному, и по этому значению — вели-
чину ф.
Затем делим расчетное значение числа оборотов,
двойных ходов или подачи на их минимальное значение,
получая, таким образом расчетное значение ф в какой-
то степени х. В том же столбце для найденного ранее
зиачения ф находим ближайшее меньшее число, соответ-
ствующее вычисленному фх—«р/«тт- Умножив затем
найденное значение фх на получим расчетное число
оборотов, двойных ходов или подач.
Пример, Для станка 1А730 «таж^ТЮ мин-1, nmiD =
=56 мин”1 и zn = 12. Найти л, если расчетная частота вращения
Пр =250 мин-1.
Решение. Находим
По приложению находим <ри = 12.64, что соответствует ср = 1,26.
В графе, соответствующей ф = 1,26, находим ближайшее меньшее
зиачеиие <рх=4,00. Тогда
л=56Х4,00=224 мии”1.
Фактическая скорость резания, м/мин,
т.Оп
цЖ •
(2.32)
Стойкость инструмента Т. Значение Т, при-
водимое в справочниках для различных видов обработ-
ки, соответствует условиям одноинструментной обработ-
ок
ки. При многоииструмеитной Тия обработке ориентиро-
вочно можно считать, что

1(2.33)
где Т — стойкость лимитирующего инструмента; —
коэффициент изменения периода стойкости при миого-
инструмеитиой обработке.
Норма штучного времени /шт. Проектируя
любой вариант операции, следует стремиться к сниже-
нию нормы времени, что достигается уменьшением ос-
новного to и вспомогательного /в времени. Норма штуч-
ного времени определяется по следующим уравнениям:
*
Лпт ==^О~Н^в4''^Т 4~^орг~|_^п>	.(2.34)
/ш, = <оп (1 + --+&Г т).	(2.35)
где to — основное технологическое время (определяется
расчетом); tB — вспомогательное время (принимается
по нормативам [13,14]); tTt /орг, ta— время технического,
организационного обслуживания и регламентированных
перерывов (берется в процентах от оперативного вре-
мени	а, Р> у — коэффициенты, определяю-
щие соответственно время технического, организацион-
ного обслуживания и время регламентированных пере-
рывов в работе (а~6 %, р«0,6...8 %, у л; 2,5 %).
Определениеосновного времени to производится по
уравнению
to=LilS№t	[(2.36)
где L — расчетная длина перемещения инструмента; i—
число рабочих ходов в данном переходе. Расчетная дли-
на L определяется как
12.37)
где Z, ZBp, /сх» /пр — длины соответственно обрабатывае-
.мой поверхности, врезания, схода инструмента и на
взятие пробной стружки (для единичного производства).
Основное время на выполнение операции зависит от
схемы ее построения. Так, при обработке одной заготов-
ки и последовательном выполнении технологических пе-
107
реходов основное время включает сумму, времени выпол-
нения всех переходов
п
to =	(2.38)
Л=1
при параллельной схеме обработки основное время опе-
рации определяется одним лимитирующим (наиболее
продолжительным) переходом по обработке поверхности
/о==/о.л>	12.39)
при* параллельно-последовательной схеме, когда одно-
временно ведется обработка поверхностей заготовок
в нескольких позициях, основное время операции вклю-
чает сумму последовательно выполняемых в позициях
лимитирующих переходов
(2.40)
Трудоемкость изготовления партии деталей ’(серий-
ное производство)
^иарт
С(2.41)
где Т'д.н—подготовительно-заключительное время на
ознакомление с чертежом, наладку оборудования и при-
способлений, получение их со склада и сдачу после
окончания работы; — число деталей в партии.
Норма штучно-калькуляциоиного времени
/шт.н = /штН~ (^ша/Лд).	(2.42)
Сокращение нормы времени иа операцию Сн.в, %,
от совершенствования технологического процесса опре-
деляют как
100,
(2.43)
где /Шт ь /шт 2 — нормы времени сравниваемых операций.
Рост производительности труда
Л = 100Св,и/(100-Си,в).
12.44)
108
При обработке заготовок партиями Сокращение норм
времени иа операцию Св.в, %, определяют как
п»рт1	Г парт»
^парт!
100,
(2.45)
где Лтарт ь Тпартг — трудоемкость партий деталей в срав-
ниваемых вариантах.
Число деталей в партии, при котором оба варианта
равноценны:
Яд =	(2-46)
*UIT’ * ШТ1
2.14.	Четырехступенчатый вал обтачивают на токар-
но-винторезном станке 16К20 и на гидрокопировальном
полуавтомате 1719 (рис. 2.5). Заготовка — штамповка
из углеродистой стали 45 (HRC& 35). Резцы оснащены
твердым сплавом Т15К6. Проходные резцы имеют угол
ф=45°. Размеры державок резцов 16X25 мм. Стойкость
инструмента Т=:90 мин. Обтачиваются поверхности /,
2, 3. Подрезаются поверхности 4, 5. Глубина резания
при подрезке /=4 мм. Токарной операции предшество-
вала фрезерно-центровальная. Установить структуру

Рис. 2.5. Схема обтачивания че-
тырехступенчатого вала (к за-
даче 2.14):
а — на токарном станке; б — на
токарном копировальном автомате;
е — на одношпиндельном многорез-
цовом полуавтомате
109
операции, режимы резания, рассчитать трудоемкость
обработки на каждом станке неповышение производи-
тельности, %, при использовании гидрокопировального
полуавтомата.
2.15.	Обтачивают в центрах три ступени dit d2t d3
(Rz=40 мкм) вала. Заготовка — штамповка II класса
точности. Припуски на сторону* для каждой шейки
взять по 2 мм. Параметры режущего инструмента при-
ведены в задаче 2.14. Определить режимы резания, нор-
мы штучного времени при обработке этих поверхностей
на станке 16К20 и на 1719. Сравнить трудоемкость двух
вариантов, определив сокращение нормы времени на
операцию и повышение производительности труда. Ис-
ходные данные см. табл. 2.10.
2.16.	Обтачиваются в центрах ступени вала db d2, d3t
d^ d5 (ftz—40 мкм) (см. табл. 2.11). Заготовка —
штамповка II класса точности. Припуски на сторону для
каждой поверхности взять по 2 мм. Материал резцов —
Т5КЮ. Параметры режущего инструмента—см. зада-
чу 2.14. Для заданного варианта определить режимы
резания, нормы штучного времени при обтачивании этих
поверхностей на токарном станке мод. 16К20 и на мно-
2.10. Характеристика валов (к задаче 2.15)
Примечание. Размер обрабатываемой партии заготовок
для условий серийного производства 100 шт.
ПО
2.11« Характеристика валов (к задаче 2.16)
Примечание. Размер обрабатываемой партии заготовок для
условий серийного производства 150 шт.
горезцовом полуавтомате 1А730. Сопоставить две опе-
рации по трудоемкости, определив нормы штучного вре-
мени и рост производительности труда.
2.17.	В корпусной детали требуется выполнить отвер-
стие (Ra—1,25 мкм) диаметром D (см. табл. 2.12). За-
готовка— отливка 2-го класса точности. Обработка про-
изводится на вертикально-сверлильном станке 2Н135
с помощью скальчатогр кондуктора. Базирование осу-
ществляется по плоской поверхности и двум отверстиям
с упором в одну из торцовых поверхностей обрабаты-
ваемого отверстия D. Материал режущей части инстру-
ментов Р6М5. Для заданного варианта установить по-
следовательность переходов и применяемый инструмент,
.см. [27, с. 11, табл. 5J. Рассчитать режимы резания, см.
[27, с. 277—280], нормы штучного времени при обработ-
ке поверхности в сплошной заготовке и в заготовке
с отверстием. Сопоставить варианты обработки по тру-
доемкости и определить сокращение нормы времени.
2.18.	На круглошлифовальном станке обрабатывают
ступени вала {см. табл. 2.10) и d$ (см. табл. 2.11).
Ш
2.12. Характеристика корпусной детали (к задаче 2.17)
Вари* * * § * * * *, ант ’	Материал детали	Тип произ- водства	Размеры, мм					Масса дета- ли, кг
			D	L	1 н		d	
! GO tC ***	Сталь 35Л То же »	Массовое Серийное Единичное	50	75		150	12	10
4 5	Чугун СЧ 20	Массовое Серийное	35	45		90	12	5
Примечание. Размер обрабатываемой партии заготовок
для условий серийного производства —100 шт.
Операцию выполняют за один уставов (в центрах) и за
один переход. Припуск на обработку 1 мм. Шлифоваль-
ный круг на керамической основе, прямого профиля ПП,
диаметром 600 мм, твердость круга С1, зернистость 40.
Для заданных вариантов (табл. 2.10 и 2.11) рассчитать
режимы резания и нормы времени при шлифовании
с продольной подачей и методом врезания.
§ 2.4. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СЕБЕСТОИМОСТИ
Технологической себестоимостью детали назы-
вается та часть ее полной себестоимости, элементы ко-
торой существенно изменяются для различных вариан-
тов технологического процесса. К таким изменяющим-
ся элементам относятся: Л)о— стоимость исходной заго-
товки; 30 и Зв.р — заработная плата соответственно ста-
ночника и наладчика; Ао—амортизационные отчисле-
ния от оборудования; Ат,0 — амортизационные отчисле-
112
ния от технологического оснащения; Ро — затраты на
ремонт и обслуживание оборудования; И — затраты на
инструмент; /7Э — затраты на силовую электроэнергию;
Па — затраты на амортизацию и содержание производ-
ственных площадей; Пар — затраты на подготовку и экс-
плуатацию управляющих программ (для станков с ЧПУ).
Расчет стоимости исходной заготовки приведен в
разд. 2.1. Сумма остальных элементов представляет со-
бой технологическую себестоимость обработки. Учиты-
вая, что сравнению обычно подвергают отдельные опе-
рации (или группы операций), оценку вариантов целе-
сообразно выполнять сравнением технологической себе-
стоимости выполнения операции:
Con —3o4-3B.p--j-/lo-|-/lT.o~bP О“Ь^
-№+/7пР.	(2.47)
Для каждой сравниваемой операции элементы, вхо-
дящие в структуру Соп, могут быть определены непо-
средственным расчетом, расчетом с использованием нор-
мативов (по статьям себестоимости), отнесенных к 1 мин
или 1 ч работы оборудования. Метод непосредственного
расчета является более трудоемким, но и более точным.
Сравнение вариантов на основе минимума технологиче-
ской себестоимости производится, если сравниваемые ва-
рианты не требуют для своего выполнения существен-
ных капитальных вложений. В противном случае оценку
вариантов следует вести на основе минимума приведен-
ных затрат:
Wi^Ci-pE^Kt,	(2.48)
где Ci — технологическая себестоимость изготовления
детали (или выполнения операции); Ен — нормативный
коэффициент эффективности капитальных вложений
(£н=0,15); Ki — удельные капитальные вложения, от-
несенные к единице продукции. Расчет капитальных
вложений может быть произведен по {27, с. 432—437J.
Заработная плата станочника с учетом всех видов
доплат и начислений, включая выплаты из обществен-
ных фондов потребления,
,Зо=;/7о.ч^шт.к^См/60,	(2.49)
где /7о.ч норматив часовой заработной платы станоч-
ника соответствующего разряда» руб./ч, определяется
по [27, с. 429].; /Шт.к — штучно-калькуляционное время
на операцию, мии; Лм — коэффициент, учитывающий
оплату основного рабочего при многостаночном обслу-
живании, определяют в зависимости от числа обслужи-
ваемых станков по следующим данным:
Число обслуживаемых
станков ......... 12	3	4	5	6	7 8
................ 1 0.65 0,48 0,39 0,35 0.32 0,3 0,29
Заработная плата
плат и начислений
наладчика с учетом всех видов до-
7/и.Г A1JT-K
60Ло„ц F д	*
(2.50)
где Ян.г—норматив годовой заработной платы налад-
чика соответствующего разряда, руб/год [27, с. 429];
т — число смен работы станка (принимается обычно
т==2); feo.H — число станков, обслуживаемых наладчи-
ком в смену; — действительный годовой фонд време-
ни работы оборудования, ч (при двухсменном режиме
работы для станков с ручным управлением jFn==4015 4,
а для станков с ЧПУ — 3890 ч).
Амортизационные отчисления от стоимости оборудо-
вания
Л=
100.60Гд •
(2-51)
где Ф— стоимость оборудования, руб., определяется как
произведение оптовой цены Ц и коэффициента 1,122,
учитывающего затраты на транспортирование и мон-
таж станка; На— общая норма амортизационных отчис-
лений, %. Оптовые цены на стандартное оборудование
определяются по [20), а нормы амортизации — по [27,
С. 424].
Амортизационные отчисления от стоимости техноло-
гического оснащения, приходящиеся на одну деталь при
расчетном сроке службы оснастки 2 года, определяют-
ся как
Ат.о^Фт.о/ (27Vr),	(2.52)
где Фт.о — стоимость технологического оснащения, руб.,
может быть определена для серийно выпускаемой ос-
настки по [20], а для специальной оснастки — укруп-
114
ненио — по [27, с. 426]; N? — годовая программа выпуск
к а деталей.
Затраты на ремонт и обслуживание оборудования
(7/м 4* /шт.к
О---
бОГд/Сг
(2.53)
где Нм и Нэ—нормативы годовых затрат на ремонт со-
ответственно механической и электрической частей обо-
рудования, руб/год. [27, с. 425]; Хм и Кэ— категория
сложности ремонта соответственно механической и элек-
трической частей оборудования [27, с. 429]; Кт — коэф-
фициент, зависящий от класса точности оборудования
27, с. 424].
Затраты на режущий инструмент, отнесенные к од-
ной детали,
яр=
1,4ФИ /ШТ- к
Тел. и
(2.54)
где 1,4 — коэффициент, учитывающий затраты на по-
вторную заточку инструмента; Фи — цена единицы ин-
струмента, руб. [19]; t]M — коэффициент машинного вре-
мени, определяемый как отношение /Маш/^шт.к по [22];
Тели — срок службы инструмента до полного износа,
мин [22, с. 92—95].
Затраты на технологическую электроэнергию
/7э=^3.о/шт.кД»/7200,	J2.55)
где N3 — установленная мощность электродвигателей
станка, кВт; т]3.о — общий коэффициент загрузки элек-
тродвигателей [27, с. 427], Ц3— цена 1 кВт-ч электро-
энергии принимается равной 1,2 коп.
Затраты на содержание и амортизацию производ-
ственных площадей
77п=77п/7с/(с.у^шт.к/ (60 Pjj)t	'(2.56)
где Нв — норматив издержек, приходящихся на 1 м2
производственной площади, руб/ма [27, с. 426]; /70 —
площадь, занимаемая станком [27, с. 7—57], умно-
женная на коэффициент, учитывающий добавочную пло-
щадь [27, с. 426]; 7Сс.у — коэффициент, учитывающий
площадь для систем управления станков с ЧПУ, при-
нимается равным 1,5...2,0.
115
Затраты на подготовку и эксплуатацию управляю-
щих программ
/7np=xKB/(7Vrr„)'	(2.57)
где % — стоимость программы, руб. [27, с. 435—436];
/Св — коэффициент, учитывающий потребность в восста-
новлении программоносителя; Тд — срок выпуска дан-
ной детали, год. Принимая /Св=1,1 и 7д—3 года, по-
лучим
77пр-0,37х/^г.	(2.58)
Расчет технологической себестоимости нормативным
методом может быть произведен по методике, изложен-
ной й [27, с. 427—432] или с использованием таблиц,
содержащих усредненные величины элементов структу-
ры себестоимости для станков различных моделей [22].
При определении технологической себестоимости рас-
четом с использованием нормативов заработную плату
рабочего и наладчика рассчитывают по уравнениям
(2.49) и (2.50), а расходы, связанные с содержанием
и эксплуатацией оборудования,— по удельным затра-
там, отнесенным к 1 машино-ч работы оборудования,
S' __ Q t О 1	*urr.K	p-qx
^©п — ° о г ов р -г	t
где Не— средние затраты, коп/ч, на содержание и экс-
плуатацию оборудования, имеющего коэффициент ма-
шино-ч /(м-ч==1,0. Но и /См-ч определяют по [27,
с. 427—432]. Для станков с ЧПУ укрупненно можно
принять /<м_ч=4,5 для токарных, /См.ч =3,0 для свер-
лильных и К м-ч =4,0 для фрезерных станков.
При расчете приведенных затрат капитальные вло-
жения в оборудование, отнесенные к одной детали, опре-
деляются по уравнению
<2-б0)
»
2.19.	В существующих на участке условиях произ-
водства возможны два варианта обработки наружных
поверхностей шпинделя: I — на универсальном токарно-
винторезном станке; II — на токарном станке с ЧПУ.
При исходных данных (табл. 2.13) определить более
экономичный вариант по технологической себестоимости
для двух случаев: I — на участке имеются оба станка,
116 .
2.13- Исходные данные к задаче 2.19
Данные
Вариант
1 I 2
Модель станка
Штучно-калькуляционное время
Лпт. к> МИИ
Разряд станочника
Разряд наладчика
Число станков, обслуживаемых в
смену:
станочником
наладчиком
Действительный годовой фонд
времени работы станка, ч
16К20
120
5
> I »
1
4015
16К20ФЗ
58,4
3
5
2
7
3890
II — необходимо приобретение этих станков. Режим ра-
боты— двусменный, годовая программа выпуска 120
шпинделей.
Решение I. При наличии на участке сравниваемых станков
выбор варианта производим по технологической себестоимости об-
работки, уравнение (2.47). Для расчета элементов себестоимости
необходимы дополнительные данные, которые определяем по [20, 27]:
16К20	16К20ФЗ
Оптовая цена станка Ц, руб ......	5450
Масса станка, кг....................... 2835
Размеры станка в плане, мм ...... 2505x1190
Площадь станка в плане, м’........... 3,0
Установленная мощность электродвига-
телей N3, кВт.......................... 11,0
Категория ремонтной сложности:
механической части, Км	•............ 11,0
электрической части, К3................. 8,5
24 400
4000
3360x1710
5,75
10,0
14
26
Расчет элементов технологической себестонмостн удобно вести
в форме таблицы (см. табл. 2.14).
Расчет себестоимости нормативным методом ведем но уравне-
нию (2.60). Для станка 16К20 Км_ч = 1,0 [27, с. 429[. для станка
16К20ФЗ принимаем Км_ч~4,5. Пдо двухсменном режиме работы
в условиях мелкосерийного производства Яо—31,2 коп/ч [27, с. 429j,
Тогда
Л 31,2-1,0.120 л м
£оп1 “ 4,0 +	6000	“ 4,62 руб;
31,2-4,5-58,4
Соп» "•1,0 + 0,25 + бОПО “ 2,64 руб.
И. В случае необходимости приобретения станков в связи со
значительной разницей по капитальным вложениям сравниваемые
117
2.14. Расчет элементов технологической себестоимости, руб. (к задаче 2.19)
Заработная плата станочника
Заработная плата наладчика
Отчисления на амортизацию обо-
рудования
Затраты на ремонт и содержание
оборудования
Затраты на электроэнергию
Затраты на амортизацию н со-
держание здания
Затраты на управляющие про-
граммы
Технологическая себестоимость
60
40,0
1,122-5450-11,6-120	_
60-4015-100	«0,35
(30,8-11 4- 7,3-8,5)120
д х
1,61-58,4-0,65
------60-------
3311-58,4-2
60.7-3890 “°*24
1,122.24400-11,6-58,4
60-3890-100 “С
60-4015
11.0,26-120 Л Лс
7200	-*0,05
10-3-3,5.120 л л„
60-4015 *“ 0,05
(30,8-14 4- 7,3-26) 58,4 Q
60-3890
10-0,21-58,4
7200
« 0,02
40-5.75-3.58,4
60-3890
0,37-18,6
120
*= 0н 04
* 0,06
2,31
(2.49)
(2.50)
(2.51)
(2.53)
(2.55)
(2.56)
(2.58)
(2.47)
Примечание. Затраты на технологическое оснащение Фт.о и инструмент И приняты одинаковыми
для обоих вариантов, поэтому их из расчета исключаем.
I
варианты оцениваем во приведенным затратам [см. уравнения (2.48)
I
„	1,122-5450.120 „
^01	60*4015	-3,04 руб;
1,122*24 400*58,4
60-389U	“6,85 руб;
1^=4,65+0,12*3,04 =5,01 руб;
№2=2,31+0,12-6,85=3,13 руб.
Результаты расчетов показывают экономическую целесообраз-
ность обработки шпинделя на станке с ЧПУ при обоих условиях,
поставленных в задаче.
2.20.	Токарная обработка наружных поверхностей де-
талей производится на различных станках. Определить
более экономичный вариант обработки по технологиче-
ской себестоимости при двухсменном режиме работы.
Исходные данные приведены в табл. 2.15.
2.21.	По действующему технологическому процессу
контур и отверстия плоской заготовки обрабатывают по
разметке соответственно на вертикально-фрезерном и
радиально-сверлильном станках. Определить, целесооб-
разно ли обрабатывать эти поверхности на станках с
ЧПУ. Режим работы — двухсменный. Годовая програм-
ма выпуска — 200 шт. деталей. Исходные данные при-
ведены в табл. 2.16.
2.22.	Обработка отверстий во фланце произ-
водится на радиально-сверлильиом станке с использо-
2.15. Исходные данные к задаче 2.20
Исходные данные
Вариант задания
_______I_________________2
Вариант обработки
I	И	1
Модель станка
Штучно-калькуляционное время
обработки, мин
Разряд выполняемой работы
Разряд наладчика
Число станков, обслуживаемых в
смену:
станочником
наладчиком
Действительный годовой фонд
времени работы станка, ч
Годовая программа выпуска, шт.
16Б16А
14,0
5
1
4015
1000
16Б16ФЗ
8,0
3
5
2
6
3890
1000
1Г340
8.4
3
4
1
8
4045
5000
119
Продолжение табл. 2.15
Исходные данные -	Вариант задания 2	3		
	Вариант обработки		
	К		1 "
Модель станка	1К282	1Н713	1Б290П6К
Штучно-калькуляционное время	2.2	3,6	0,9
обработки, мнн Разряд выполняемой работы	2	3	2
Разряд наладчика	5	4	5
Число. станков, обслуживаемых в смеиу:. станочником	2	2	3
наладчиком	3	5	5
Действительный годовой фондвре-	4015	4015	4015
менн работы станка, ч Годовая программа выпуска, шт.	5000	30000	30000
ванием кондуктора. Определить, целесообразно ли обра-
батывать отверстия на сверлильном станке с ЧПУ. Ре-
жим работы — двухсменный. Исходные данные пред-
ставлены в табл. 2.17. Годовая программа выпуска —
1500 шт. деталей.
2.23.	В условиях крупносерийного производства воз-
можны два варианта обработки заготовки шестерни до
зубообработки. Первый вариант предусматривает после-
довательную дифференцированную обработку отверстия
2.16. Исходные данные к задаче 2.21
Исходные данные	Варианты обработки			
	1			2
Модель оборудования	Разметоч- ная плита	6Р11	2М55	АФ260МФЗ
Штучно-калькуляциоиное время обработки, мин	15	20	15	15
Разряд выполняемой ра- боты	6	6	4	3
Разряд наладчика Число станков, обслужи- ваемых в смену:				6
станочинком	В» I*	1	1	2
наладчиком	—		 ~	4
Действительный годовой фонд времени работы станка, ч		4015	4015	3890
120
2.17. Исходные данные к задаче 2.22
«
Вариант обработки <
Исходные данные
2
Модель станка
Штучно-калькуляционное время, мнн
Разряд выполняемой работы
Разряд наладчика
Число станков, обслуживаемых в сме-
ну:
станочником
наладчиком
Действительный годовой фонд времени
работы станка, ч
Стоимость кондуктора, руб.
2М55
21
4
1
4015
120
2Р135Ф2-1
13
3
5
2
7
3890
зенкерованием и протягиванием, а наружных поверх-
ностей — многорезцовым точением на одношпиндельном
токарном полуавтомате. При втором варианте обработ-
ка всех поверхностей может быть выполнена на верти-
кальном токарном многошпиндельном полуавтомате.
Режим работы — двухсменный. Годовая программа вы-
пуска 12 000 шт. деталей. Исходные данные представ-
лены в табл. 2.18. Определить технологическую себе-
стоимость обработки расчетом с использованием норма-
тивов, приведенные затраты по вариантам обработки;
годовой экономический эффект при реализации опти-
мального варианта.
2.18. Исходные данные к задаче 2.23
Исходные данные	Вариант обработки	
	1 |	1 2
Модель оборудования
Штучно-калькуляционное
время обработки, мин
Разряд станочника
Разряд наладчика
Число станков, обслужива-
емых в смену:
станочником
наладчиком
Действительный годовой
фонд времени оборудова -
ния, ч
2Н150
2.2
2
4
1
8
4015
7656
0,6
2
4
1Н713
2,1
2
4
1Б284
2,5
2
5
1
10
4015
2
5
4015
2
3
4015
121
§ 2.5. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ
РЕЗАНИЕМ
Оптимизация технологических процессов и ре-
жимов резания, в частности, основывается на построе-
нии математических моделей. Для установления мате-
матической модели выделяют технические ограничения,
которые в наибольшей степени определяют описывае-
мый процесс и оценочную функцию (критерий опти-
мальности).
Выбор тех нли иных технических ограничений зави-
сит от вида обработки и определяется конкретными ус-
ловиями технологического, конструкционного и органи-
зационно-производственного характера. Однако можно
выделить ряд наиболее важных технических ограниче-
ний, которые составляют основу математических моде-
лей процесса резания прн точении, фрезеровании, свер-
лении и других методах обработки. Такими ограниче-
ниями являются режущие возможности инструмента,
определяемые его стойкостью; мощность электродвига-
теля привода главного движения; наименьшая и наи-
большая скорости резания (частота вращения шпинде-
ля) и подача, допускаемые кинематикой станка; проч-
ность и жесткость режущего инструмента; точность об-
работки; шероховатость обработанной поверхности.
В качестве оценочной функции при оптимизации по
двум параметрам (л, S) обычно используют минималь-
ную себестоимость
Лп1И=с/(л£),	(2.61)
где с — коэффициент, не зависящий от режимов реза-
ния п и S. Из этого выражения видно, что функция
Лп1п будет наименьшей, когда произведение nS будет
максимальным.
Технические ограничения строятся на основе извест-
ных зависимостей. Так, техническое ограничение по
стойкости инструмента для точения будет получено из
выражений для скорости резания:
_____________бр___________дг в _ пРп
pm______________________________***_1000 *
(2.62)
где Т — период стойкости инструмента, мин; т— пока-
затель относительной стойкости; t — глубина резания,
мм; D — диаметр заготовки, мм;	yv — коэффици-
122
енты, характеризующие условия обработки; Kv — общий
поправочный коэффициент.
После несложных преобразований получим техниче-
ское ограничение в следующем виде:
(2.63)
DTm t*v
Аналогично определяют и другие технические огра-
ничения. Для выбора оптимальных значений режимов
резания с использованием методов линейного програм-
мирования все технические ограничения и оценочная
функция приводятся к линейному виду логарифмирова-
нием. Так, выражение (2.63) после логарифмирования
будет иметь вид
In п ф- yvln S = In
318С„
DTm f*v
(2.64)
Введем обозначения
Xi = In л; х2 = In 100$; bt = In -18 С"	ЮО^
DTm t v
'(в обозначении x2 подача S умножается на 100, чтобы
избежать получения отрицательных значений логариф-
мов) и получим первое техническое ограничение в ли-
нейном виде:
(2.65)
Для оценочной функции с учетом ее вида (2.61) пос-
ле логарифмирования будем иметь
fo = .(*i+*2)max*	(2.66)
Приведение всех технических ограничений к линей-
ному виду и представление их в виде системы нера-
венств в совокупности с оценочной функцией дает ма-
тематическую модель процесса резания металлов. Опре-
деление оптимальных режимов резания с помощью по-
строенной математической модели может выполняться
аналитическим или графическим методом.
2.24.	Построить математическую модель процесса ре-
зания и определить оптимальные режимы резания для
точения поверхности заготовки типа вал диаметром
£)= 100 мм и длиной Л=700 мм, материал — сталь 45,
123
требуемая шероховатость /?z=40 мкм, глубина реза-
ния /—2,5 мм.
Решение. Учитывая размеры заготовки для обработки, выби-
рают токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20ФВ. Точение произ-
водят проходным резцом с режущей пластиной Т15К6 с охлажде-
нием. Размеры державки резца принимаются В = 12 мм, //=16 мм,
вылет резца /Вр=50 мм. Выделим наиболее* важные ограничения:
Ограничение 1. Режущие возможности инструмента, определяе- (
мые периодом стойкости.
Согласно зависимости (2.63) находим значения периода стой-
кое IH инструмента и коэффициентов, входящих в уравнение для v
[27, с. 268—271]:
,Т—60 мнн; Cv=350; х®=0,15; #®=0,35; /п=0,2,
Kv==KMvKnvK<fH,KrvKqvKoVsS31,44.
Тогда
q ое	318*350	л as
nS * 1-44 вли nS'
Приведем полученное неравенство к линейному виду логариф-
мированием и после обозначения получим
где bi=1п (613,95• 1000’35) =8,03.
Ограничение 2. Мощность электродвигателя привода главного
движения станка. Это ограничение выражается условием №вф<^№]«
где N —мощность электродвигателя главного привода станка, кВт;
tj — КПД кинематической цепи от электродвигателя к инструменту.
Эффективная мощность, кВт, затрачиваемая на процесс резания,
' P?v
“ 102.60’	(2.67)
где Pz — сила резания, которая согласно [27, с. 271] определится как
Подставляя в выражение (2.67) значение составляющей силы
резания Pz, получим для второго технического ограничения
"р+1
6120 (10») Pz
п
П
(2.68)
пр — —0,15;
1Д.
Значение коэффициентов для рассматриваемого примера [27,
с. 273—274]
Ср — 300; хр — 1,0; ур — 0,75;
Кр *= Кмр Кур К\р «гр
Мощность электродвигателя для станка 16К20ФЗ /V —10 кВт.
tj=0,85. Тогда
д0>85 ^0>75
6120 (10в)°*8510-0,85
300.2,5Ь0 .Ш°*еМ’85.1в05
124
После приведения к линейному виду н введения обозначений
получим
0.85х,4-0,75х2^62, где fc2=ln (177,Ы00°>75) =8,63.
Ограничение 3. Наименьшая допустимая скорость резания, опре-
деляемая кинематикой станка.
Для частоты вращения шпинделя станка п это ограничение име-
ет вид «>лСтш1п- Для станка 16К20ФЗ nOTmin = 12,5 мни-1. Тогда
где />2=1п 12,5=2,52.
Ограничение 4. Наибольшая допустимая скорость резания, оп-
ределяемая кинематикой станка. Для частоты вращения шпинделя
станка это ограничение имеет вид плс1 тах. Для станка 16К20ФЗ
лет жпах=200 мин-’. Тогда	где b4=In2000=7,6.
При аналогичных преобразованиях были получены в линейном
виде последующие ограничения: ограничение 5 — по наименьшей
подаче; ограничение 6—по наибольшей подаче; ограничение 7 — по
прочности режущего инструмента; ограничение 8—-по жесткости ре-
жущего инструмента; ограничение 9 — по жесткости заготовки; ог-
раничение 10 — по требуемой шероховатости поверхности. Ограни-
чения 5 — 10 совместно с рассмотренными выше ограничениями об-
разуют математическую модель процесса резания в аналитическом
виде. Кроме технических ограничений, представляемых в виде си-
стемы неравенств, в состав модели входит оценочная функция f0.
х14-0,35х2<8,03;
0,85*!+ 0,75*^8,63;
xt	^2,52;
*i	5^7,6;
1,61;
*2 5,63;
—0,15*! 4-0,75 х2 С 1,81;
—0,15х, 4-0,75х2 С 2,84;
—О.Зх, 4- 0,6*2^3,34;
*2^4,09
/о ”(*14"*2) шях.
Определение оптимальных значений Xi опт и *2 опт может произ-
водиться с использованием численных методов линейного программи-
рования с применением ЭВМ. В рассматриваемом примере задача
будет решена графическим методом. В этом случае каждое техни-
ческое ограничение представляется граничной прямой, которая опре-
деляет полуплоскость, где возможно существование решений систе-
мы неравенств. Граничные прямые, пересекаясь, образуют много-
угольник решений ABCD (рис. 2.6), внутри которого любая точка
удовлетворяет всем без исключения неравенствам. Для определе-
ния оптимальных значений х10пт н Хгопт под углом 45° к осям *:
н *2 строится вектор максимизации А1 для оценочной функции f0=
=*i4~*2, которая изображается прямой (штриховая линия), пер-
пендикулярной этому вектору. В точке D, где прямая оценочной
функции коснется многоугольника решений, функция принимает ми-
нимальное значение /о min, а в точке В — максимальное fomax. Ко-
ординаты этой точки являются оптимальными значениями *]спт н
*2опт, они определяются графически (см. рис. 2.6) с учетом приня-
того масштаба	и *2опт=ЗД
125
Рнс. t2.6. Графическое по-
строение математической мо-
дели определения оптималь-
ных режимов резания (к за-
даче 2.24)
Численные значения оптимального режима резания вычисляют-
ся по следующим зависимостям:
«опт - еХ|опт ~ е6,5 •= 665 мин-1;
*^опт •— 100 е -опт е ‘ •= 0,447 мм/об.
2.25.	Построить математическую модель процесса
резания и определить оптимальные режимы (n, S) для
точения заготовки типа вал диаметром D и длиной L с
учетом вида и материала заготовки, требуейой точно-
сти, шероховатости поверхности Rz и глубины реза-
ния приведенных в табл. 2.19.
2.19. Исходные данные к задаче 2.25
Вари- ант	Материал заго- товки	Вид заго- товки	Глубина резания t, мм	D, мм	L, мм	Rz. мкм	Ква- литег
1	Латунь	Прокат	2	30	220	^0	.0
2	ЛС59-1 Алюминиевый	»	3	42	200	20	10
3	сплав АЛ9 Сталь 30ХГСА	»	3.5	56	300	20	10
4^	Бронза БраЖ9-4	»	2,5	64	360	20	10
б	Сталь 45	Поковка	3	92	420	40	10
6	Сталь ЗОХГСА	»	3	90	300	40	10
	Сталь	»	3	96	500	40	12
8	12Х18Н9Т Сталь 20	Прокат	2,5	120	560	40	12
9	Сталь 45	ж »	4	140	700	60	12
10	Сталь 40Х	>	2	160	820	60	12
126
£.20. Исходные данные к задаче 2.26
Вариант	Материал ваготовки	<?, мм	L, мм
1	Сталь 45	6	16
2	Чугун СЧ 20	8	20
3	Чугун ВЧ 45	16	24
4	Сталь 12Х18Н9Т	24	32
5	Алюминиевый сплав АЛ9	30	40
6	То же	36	56
7	Сталь 20	40	80
8	Чугун СЧ 20	42	100
9	Чугун ВЧ 45	48	120
10	Сталь 40Х	40	120
2.26.	Построить математическую модель процесса ре-
зания й определить оптимальные режимы (n, S) для
сверления в заготовке типа плита отверстия диаметром
d и глубиной t по 12-му квалитету точности по данным,
приведенным в табл. 2.20.
2.27.	Построить математическую модель процесса ре-
зания и определить оптимальные режимы (n, S) для
фрезерования торцовой фрезой на вертикально-фрезер-
ном станке плоскости заготовки типа плита шириной В
и длиной L с учетом вида материала заготовки, требуе-
мой шероховатости и квалитета, приведенных в табл.
2.21.
2.21. Исходные данные к задаче 2.27
Вариант	Материал заготовки	Bt мм	Lt мм	Глубина фрезерова- ния t, мм	Rz. мкм	Квали- тет
1	Сталь 45	60	120	3	10	10
2	Чугун СЧ 20	66	100	5	20	10
3	Чугун ВЧ 45	88	300	5	40	10
4	Сталь 12XI8H9T	100	200	5	40	10
5	То же	150	200	10	40	12
6	Алюминиевый сплав АЛ 9	166	400	20	60	12
7	Чугун СЧ 20	180	500	25	60	12
8	Сталь 20	276	61)0	10	40	12
9	Сталь СтЗ	300	600	15	60	12
10	Чугун СЧ 20	400	800	12	60	12
127
ГЛАВА 3
<.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
§ 3.1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО,.
ПРОЦЕССА СБОРКИ
При разработке технологических процессов
сборки чаще всего приходится решать следующие за-
дачи:
установление последовательности соединения дета-
лей и сборочных единиц изделия и составление схем об-
щей и узловой сборок изделия, разработка маршрутных
технологических процессов сборки [10, 12] (см. задачи
3.1— 3.3);
выявление размерных цепей и выбор методов их рас-
чета и достижения точности замыкающего звена [4, 25]
(см. задачи 3.4—3.19).
Точность замыкающего звена при сборке может быть
достигнута методами полной, неполной или групповой
взаимозаменяемости, пригонки, регулирования с приме-
нением компенсаторов.
Выбор метода достижения точности замыкающего
звена зависит от. величины его допуска и от числа со-
ставляющих звеньев размерной цепи, при этом принима-
ют во внимание также реальные производственные воз-
можности по обеспечению точности размеров составляю-
щих звеньев и обеспечению соответствующего уровня ор-
ганизации сборочных работ.
Если число составляющих звеньев размерной цепи
т^4, то расчет цепи обычно производят методом пол-
ной взаимозаменяемости. При большем числе составля-
ющих звеньев поступают следующим образом. На все
состайляющие звенья размерной цепи назначают эконо-
мически достижимые в данных производственных усло-
виях допуски [26, с. 7—17] (соответствующие, как пра-
вило, одному квалитету точности, см. уравнение (1.1),
§ 1.2), а также предельные отклонения (с учетом назна-
чения, детали в сборочной единице и принятых методов
обработки). Фактические (производственные) допуск
Тдд замыкающего звена и координату середины его
поля допуска Е'сА& определяют по уравнениям
m
(3.1)
m
Е’ сА^ = 2	Ес At.
1
(3.2)
Точность замыкающего звена методом полной взаимо-
заменяемости обеспечивается, если Гдд и
^EcAhJ где ГЛд и ЕсА&— заданные величина допуска
и координата середины поля допуска замыкающего зве-
на. Если данные условия не выполняются, то производят
корректировку допусков на всех или части размеров со-
ставляющих звеньев, что вызывает удорожание механи-
ческой обработки. Такая корректировка приводит иног-
да к трудновыполнимым или практически не выполни-
мым при обработке допускам составляющих звеньев.
В этом случае расчет цепи производят методом неполной
взаимозаменяемости, используя уравнения (3.2) и
а также уравнение (1.2) (см. § 1.2) для определения
среднего квалитета точности составляющих звеньев раз-
мерной цепи. Если точность замыкающего звена не обес-
печивается и методом неполной взаимозаменяемости,
рассматривают методы групповой взаимозаменяемости,
пригонки и регулирования.
Метод групповой взаимозаменяемости используют в
основном для размерных цепей с небольшим числом со-
ставляющих звеньев (т^З). Этим методом обычно
обеспечивается точность замыкающего звена сборочных
соединений, которые в процессе эксплуатации не подвер-
гаются разборке, а заменяются комплектно. Сущность
данного метода заключается в. том, что требуемая точ-*
ность замыкающего звена обеспечивается по методу пол-
ной взаимозаменяемости; при этом составляющие звенья
выполняют с производственными (технологическими)
5 Заказ № 366
129
допусками, а непосредственно на сборке изделия сорти-
руют сопрягаемые детали на группы по их действитель-
ным размерам, при соединении деталей из одноименных
групп обеспечивается заданный допуск замыкающего
звена. Число групп л, на которое необходимо рассорти-
ровать готовые детали,
п = TaJTa, ,	(3.4)
при этом при расчете допусков и предельных отклоне-
ний на размеры составляющих звеньев исходят из урав-
нений (3.2) и
ng	п*	1
21Ц1	TAl^T\, (3.5)
1	1
где Tal и Tal — допуски увеличивающих и уменьшаю-
щих звеньев, а пв и ni — соответственно их числа.
При использовании методов пригонки или регулиро-
вания в конструкцию изделия вводится специальная де-
таль — компенсатор, размеры которого могут изменяться
при сборке путем удаления определенного слоя металла
пригонкой (в чертежах сборочной единицы или изделия
указывается, по каким поверхностям производится при-
гонка) или регулироваться при сборке (с помощью вин-
товой пары, набором прокладок разной или одинаковой
толщины и т. п.). Расчет размерных цепей при этом осу-
ществляется методами полной или неполной взаимоза-
меняемости; на все составляющие звенья размерной це-
пи, включая и компенсатор, назначают легкодостижимые
в данных производственных условиях допуски. Величи-
на необходимой компенсации в обоих случаях определя-
ется по уравнению
8К == Т\ - Та, .	(3.6)
Для того чтобы на компенсаторе создать необходи-
мый для пригонки слой материала, в координату сере-
дины его поля допуска следует ввести поправку
А, = А + Е' сЛь — EcAl.	(3.7)
Для упрощения расчета размеров неподвижных ком-
пенсаторов (при использовании метода регулирования)
130
Рис. 3.1. Эскиз ступицы
(к задаче 3.1):	ц
I — крышка; 2—винт (4 шт.);
3 — кольцо стопорное; 4 —
винт (4 шт.);	5 —фланец; 7
6 — прокладка; 7 — кольцо
компенсационное; 8 — шкив; £
9— подшипник (2 шт.); 10—
кольцо уплотнительное; /7—
ступица; 12 — втулка
1Z
рекомендуется назначать координаты середин полей до-
пусков составляющих звеньев так, чтобы совместить од-
ну из границ расширенного поля допуска замыка-
ющего звена с соответствующей границей его заданного
поля допуска Тдд. Число ступеней N такого компенса-
тора
N = T'AJ(TAi - Гк),	(3.8)
где Тк — допуск на изготовление компенсаторов. Если
регулирование осуществляется с помощью подбора про-
кладок одинаковой толщины бд, их число
* = &к/V	(3.9)
При большом числе прокладок z их делают разной
толщины [25].
3.1.	Для сборочной единицы, изображенной на
рис. 3.1, разработать технологическую схему сборки и
маршрутный технологический процесс сборки.
Решение. Технологическая схема сборки — графическое изо-
браженне порядка комплектования (последовательности сборки)
изделия я сборочных единиц. На таких схемах каждый элемент
изделия обозначен прямоугольником, в котором указывают наиме-
нование элемента, его номер (см. поз. на рис. 3.1) и их количе-
ство (рнс. 3.2). Разработка технологической схемы сборки начи-
нается с определения базовой детали (или сборочной единицы) и де-
ления изделия на сборочные единицы и детали. От прямоугольника
с изображением базового элемента до прямоугольника, изображаю-
щего готовое изделие (или сборочную единицу), проводится гори-
зонтальная линия. Над ней располагают в порядке последователь-
ности сборки прямоугольники, условно обозначающие детали, а ни-
же— прямоугольники, условно изображающие сборочные единицы.
Для каждой сборочной единицы (первого, второго н более высо-
кого порядков) могут быть построены аналогичные схемы [12].
б*	131
Рис. 3.2, Технологическая схема сборки ступицы (к задаче 3.1)
Технологическая схема сборки является основой для проекти-
рования технологического процесса сборки. После разработки схем
сборки устанавливают состав необходимых сборочных регулировоч-
ных, пригоночных, подготовительных и сборочных работ и опреде-
ляют содержание технологических операций и переходов, производят
нормирование сборочных работ.
Маршрутный технологический процесс сборки ступицы пред-
ставлен в табл. 3.1.
3.2.	Для сборочных единиц, показанных на рис. 3.3—
3.5, разработать технологические схемы сборки и марш*
рутные технологические процессы сборки.
132
3.1. Маршрутный технологический процесс сборки ступицы
(к задаче 3.1)
Номер
опера-
ции
Наименование операции
Содержание операции (по переходам)
Сборка шкива (сб. 8)
1.	Закрепить шкив (дет. 8} в при-
способлении
2.	Установить уплотнительное кольцо
(дет. 10}
3.	Смазать и установить подшипник
(дет. 9)
4.	Протереть и установить втулку
(дет. 12}
5.	Смазать и установить подшипник
(дет. 9}
2	Установка	шкива (сб. 8)	1,	Закрепить ступицу (дет, 11} в приспособлении 2.	Установить шкив (сб. 8} на сту- пицу (дет. 11} 3.	Протереть и установить кольцо компенсационное (дет. 7) 4.	Установить кольцо стопорное (дет, 3) 5.	Установить прокладку (дет. 6}
3	Сборка фланца (Сб. 4)1	I.	Закрепить фланец (дет. 5} в при- способлении 2.	Установить крышку (дет, /) 3.	Закрепить крышку (дет, 1} виита-
а	•	ми (дет. 2}
4	Установка фланца (сб. 4)	1. Установить фланец (сб. 5) 2, Закрепить фланец (сб. 5) винтами (дет, 4}
б	Контроль» ая	1. Проверить легкость вращения шкива 2. Проверить биение поверхности А относительно поверхности Б
133
Рис. 3.3. Сборочная единица (к за-
даче 3.2):
1 — корпус; 2 — колесо зубчатое; 3 —
кольцо (2 шт.); 4 — подшипник (2 шт.);
5 — фланец; 6 — шайба пружинная
(6 шт.); 7 —болт (6 шт.); в —планка
стопорная; 9 ~ болт (3 шт.); 10 —про-
кладка; 11 — уплотнение; 12 — уплот-
нение; 13 — вал; 14 — крышка
Рис. 3.4. Сборочная единица
(к задаче 3.2):
1 — звездочка; 2 — заклепка (6 шт.);
3 — ступица; 4 — втулка; 5 — шай-
ба пружинная; 6 — гайка; 7 — уп-
лотнение; 8 — болт (2 шт.); у —
уголок; 10 — гайка (2 шт.); 11 —
кронштейн; 12 — крышка; 13 — ось;
14 — подшипник; 15 — болт (6 шт.)}
16 — шайба пружинная (6 шт,)
Рис 3 5. Сборочная единица (к задаче 3.2);
1 — корпус; 2 — втулка; 3 — втулка; 4 — прокладка; 6 — обойма; 6 — кольцо;
7 — шайба стопорная: в — гайка; 9 — вал-шестерня; 10 — втулка; 11 — под-
шипник (2 шт.); 12— винт (6 шт.); 13 — гайка; 14 — шайба пружинная; 15 —
колесо зубчатое; 16 — шпонка; 11 — прокладка; 18 — подшипник (2 шт.Н
19 — вал; 20 — втулка; 21 — колесо вубчатое; 22 — шпонка; 23 — болт]
шайба пружинная
134
Рис. 3.6. Сборочная единица (к задачам 3.3 н 3.19)

Рис, 3.7. Сборочная едини-
ца (к задачам 3.3 и 3.19)
3.3.	Для сборочных единиц,
показанных на рис. 3.6—3.8,
разработать маршрутные тех-
нологические процессы сборки
и выявить размерные цепи.
3.4.	Установить допуски и
предельные отклонения на ли-
нейные размеры деталей, по-
казанных на рис. 3.9. За-
дачу решить методом пол-
ной взаимозаменяемости для
случаев, когда значения со-
ответственно равны 0,1±0,1;
0+0>2; О,2_о.2; О,О5±0°;& 0,15±о$ (Л 1=80 мм, Л2=
= 120 мм).
3.5.	Установить методом полной взаимозаменяемости
допуски и предельные отклонения на линейные размеры
деталей (табл. 3.2).
Рис. 3.8. Сборочная единица (к зада-
чам 3.3 и 3.19)
Рис. 3.9. Сборочная еди-
ница (к задачам 3.4, 3.7.
3.8, 3.11, 3.12, 3.15, 3.17)
135
2.2. Исходные данные к задаче 3.5. мм
3.3. Исходные данные к задаче 3.6, мм
Ввриант
3.6.	Установить методом полной взаимозаменяемости
допуски и предельные отклонения на линейные размеры
деталей (табл. 3.3).
3.7.	Установить методом неполной взаимозаменяемо-
сти допуски и предельные отклонения на линейные раз-
меры деталей (см. рис. 3.9), если е=1+0,Б мм, Л1=60 мм,
Аг—85 мм.
Решение. Составим схему размерной цепи (рис. 3.10). Опре-
делим номинальный размер звена А3:
Лд — (—1)4i+X2+(—1)Лз;
1 ~—604*85—Лз; Дз«=24 мм.
Находим средний квалитет составляющих звеньев по уравнению
(1.2). Приняв Р*=0,27 % (следовательно, /==3, см. [25, с. 16]) и
Рис. 3.10. Схема размерной цепи (к зада-
чам 3.7, 3.11)
135
то, что рассеяние лилейных размеров деталей подчиняется нормаль-
ному закону — 1/9), получим
ГЛд	________500
fic - - /-- g	- /ГД^? + 217’+1,&4 “ 159^3-
V *А1 ‘Af
•. Очевидно, можно принять, что линейные размеры деталей мо-
гуч быть выполнены с точностью по 12-му квалитету, которому со-
ответствует а® = 160 (25, с. 107}.
Назначаем предельные отклонения иа размеры Аг и Ла с точ-
ностью по 12-му квалнтету; /h=60-o,3 и Л2™=85+°’Э6. Предельные
отклонения на размер А$, как наиболее легко выполнимый, опреде-
лим позднее. Допуск на размер Д3 определим из уравнения (3.3),
которое с учетом принятых значений t и К2А* примет вид
т
- 2	= гл. + Л, + Л,: 0,5’- 0,3’ 4- 0,35’ + Т\,
1
откуда Т А* «= 0,19 мм.
Находим координату середины поля допуска иа размер Л$:
ЕсА& =(— 1)EcAi+EcAs+(—1)£сЛ3; +0,25=—(—0,15) +
+0,175—ЕсА3\
ЕсАа=+0,075 мм.
Тогда верхнее и нижнее отклонения
EsAt = ЕсАъ+ -гр- Т А*	0,075 +	0,19 «= 0,17 мм;
Е1Аг ЕсА3 — -тр ТАа = 0,075 —	0,19 — —0,02 мм.
Проверка по уравнениям, приведенным в ГОСТ 16320—80, под-
тверждает правильность расчетов.
3.8.	Установить методом неполной взаимозаменяемо-
сти допуски и предельные отклонения на линейные раз-
меры деталей (см. рис. 3.9), если ^,=80 мм, Лг=
= 120 мм. Остальные данные см. табл. 3.4.
8.4. Исходные данные к задаче 3.8
Данные	Вариант				
	1	2	3	1 4	1 5
1 Ъ" i ж 2 -Г S? 2	q+0,2 0,01 1/9	q+0>2 0,05 1,9 '	о+°»2 0,1 1/9	0,2_0j2 0,27 1,9	2—0,2 0,27 1/3
137
*
3.9.	Установить методом неполной взаимозаменяемо-
сти допуски и предельные отклонения на линейные раз-
меры деталей (табл. 3.2), приняв Р—0,27 и допущение
о Гауссовском распределении линейных размеров.
ЗЛО. Решить задачу 3.6 методом неполной взаимоза-
меняемости.
3.11*	Обеспечить методами групповой взаимозаменя-
емости требуемый зазор е==1+°»2 мм между торцом зуб-
чатого колеса и втулкой (рис. 3.9), если Д1=60 мм и
Д2«=85 мм.
• Решение. Учитывая степень сложности изготовления дета-
лей, примем Т А* «0,21 мм, Т А* =0,3 мм и Т А* =0,09 мм. Оче-
видно, для рассматриваемой размерной цепи (рис. ЗЛО) уравнение
(3.6) соблюдается
.. ТА, “ га,+ tas ” °»3-
Тогда ТА =2-0.3=0,6 мм, и число групп, на
быть рассортированы детали
нив .(3.4)1,
которое должны
после изготовления [см. уравне-
0,6

Устанавливаем допуски, координаты середин полей допусков и
предельные отклонения составляющих звеньев для каждой группы
деталей в соответствии с уравнениями (3.1) н (3.2), см. табл. 3.5.
Нетрудно видеть, что при сопряжении деталей каждой из
групп ЕсАл, =+0,1 мм н =0,2 мм.
3.12.	Решить задачу 3.4 в предположении, что число
групп, на которое должны быть рассортированы детали,
после изготовления равно л=2; п=4.
3.13.	Установить методом групповой взаимозаменяе-
мости допуски и предельные отклонения на линейные
З.Б. Параметры составляющих звеньев для трех групп деталей
(к задаче 3.11), мм
Пара-	Группа деталей			Пара-	Группа деталей		
метры	I	П	in	метры	1	II	III
Тах	0,07	0,07	0,07	EsAi	+0,1	+0,2	+0,3
EcAt	—0,035	+0,035	+0,105	Е1А,	0	+0,1	+0,2
EsAi	0	+0,07	+0,14	Тал	0,03	0,03	0,03
EiAt	-0,07	0	+0,07	EcAt	—0,015	+0,015	+0,045
?л,	0,1	0,1	0,1	EsAa	0	+0,03	+0,06
Ес А,	+0,05	+0,15	+0,25 |	ElAt	—0,03	0	+0,03
138
размеры деталей (см, табл. 3.2), если Т. =0,2 мм и
«*•*2
3.14.	Установить методом групповой взаимозаменяе-
мости допуски и предельные отклонения на линейные
размеры деталей (см. табл. 3.2), если 8=1+0*6 мм и
3.15.	Обеспечить методом пригонки требуемый зазор
к Р ()-2 мм межДу юрцом зубчатого колеса и втулкой,
гели Л]=60 мм и Л2=85 мм (см. рис. 3.9).
Решение. В качестве компенсирующего звена примем раз-
мер А» втулки, снятие слоя металла с которой при пригонке проше
Meuro осуществить.
Установим на составляющие звенья экономически целесообраз-
ные ноля допусков, иапример по IT 12, тогда Т'Л) =0,3 мм;
“0,35 мм я ТА =0,21 мм (Л3=24 мм). Производственный
допуск замыкающего звена, рассчитанный по уравнению (3.1), co-
rn
ставит ТА —	| I А[ =0.3+0,35-|-0,21=0,86 мм.
Л 1
В таком случае наибольшая величина компенсации может быть
равной [см. уравнение (3.6)]: 6н=0,86—0,2=0,66 мм. Координата
середины поля производственного допуска замыкающего звена в
соответствии с уравнением (3.2)
£'сЛЛ =—£,сЛ1+£'сЛ2—£/сД3=—(—0,15)+0.175—(—0,105) =
«0,43 мм.
Величина поправки на координату середины поля допуска зве-
на Аэ (см. уравнение (3.7)]
0,66
Лк а	2— 4* 0,43—0,1 в 0,66 мм,
поэтому ЕсДз=£/сЛз+Дк=—0,105+0,66= 0,555 мм, а верхнее и
нижнее отклонения звена Л3
Т	0 21	*
EsA9 = EcAt + —= 0,555 + —— *" мм;
7\	0,21
EiAt “ ЕсА9 — "	“ 0,555 *—	“0,45 мм.
3.16.	Обеспечить методом пригонки зазор е=?
•— О ( +о»1 ) мм в соединении, см. табл. 3.6.
3.17.	Обеспечить методом регулирования с примене-
нием неподвижного компенсатора требуемый зазор е==»
Р02 мм в соединении (см. рис. 3.9), если Д1=60 мм,
Л а=85 мм.
3.6. Исхс ,лтые данные к задаче 3.16, мм
/Решение. Примем в качестве компенсатора элемент с разме-
ром Д3 и установим производственные допуски на остальные звенья
размерной пени:
TAi -0,3 мм (£'сД1—0,15 мм), ТА* = 0,35 мм (Е'сА9
= 0,175 мм), Т& —0,052 мм (EfcAt «*» ——0,026 мм).
Поскольку компенсации подлежат только отклонения звеньев
Д1 и Аг,
ftl*— 1
~ 2 I ^Ai I т>а1 - Т’Х +	- °»3 + °»35 = °»65 мм;
1
т-1
Е'сАа~ 2	—Е'сД^Е'сД, « —( —0,15)+;
i
+ 0,175 = 0,325 мм.
Число групп компенсаторов [см. уравнение (3.8)]
7Х 0,65
N ~ ТА^ — ТК “ 0,2 — 0,052 “4»39»
где Тк=0,052 — принятая величина допуска компенсаторов. Прини-
маем 7V=5, тогда шаг ступеней компенсаторов»
Ч 0,65
ст “ А? = Н “ 0,13 мм.
Вычисляем поправку Дк на координату середины поля допуска
компенсаторов первой ступени (рнс. 3.11):
\ - т А&
Ди “ g	+ ЕсА^ — EfсАд =•
0,65—0,2
=*-----о-----+ 0,1 —0,325 = О мм.
140
В таком случае для компен-
сатора первой ступени имеем
— 24 i 0,026 мм,
для компенсатора второй сту-
пени
= (Л| + Тст)± 2 в
Компенсатер Й
— (24 + 0,13) + —=
“24,13 + 0,026 мм
ИЛИ Л3 в 2^+0J04 мм»
КомренсмпорБГ
для компенсатора третьей
ступени
Рнс. 3.11. Схема расположения
полей допусков замыкающего
эвена и компенсаторов (к за-
даче 3.17)

л"’ - И" + Дт) ±-у£ - (24,13 + 0,13) + ^5^ = 24,26 +0,026мм
или Л'” - 24+“;*“ нм.
Аналогичным образом получаем A*v = 24+®’^ и
Нетрудно подсчитать и необходимое число компенсаторов каждого
р«змера,^используя подход, рассматриваемый в § 1.1 (см. задачи
3.18.	Обеспечить методом регулирования с примене-
нием неподвижного компенсатора зазор е в соединении
(см. табл. 3.6). Определить требуемое число компенса-
торов каждой ступени, если сборке подлежит 200 сбо-
рочных единиц.
3.19.	Выбрать метод достижения точности замыка-
ющего звена в размерных цепях (см. задачу 3.3).
§ 3.2.	РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
При проектировании маршрута обработки за-
кнопки необходимо решить следующие задачи:
I.	Анализ чертежа детали и качественная оценка ее
тгхнологичности.
141
2.	Выбор исходной заготовки (см. § 2.1).
3.	Выбор технологических* баз и схем установки за-
готовок. Прн выборе технологических баз и схем уста-
новки руководствуются основными принципами базиро-
вания [26].
4.	Определение методов и маршрутов обработки от-
дельных поверхностей и комплектов поверхностей, кото-
рые следует обрабатывать с одного установа. Маршру-
ты обработки отдельных поверхностей определяют ис-
ходя из требуемой точности и качества поверхности де-
тали и выбранной заготовки. По заданной точности и
шероховатости поверхности с учетом размеров, конфигу-
рации детали и типа производства выбирают первый,
завершающий и промежуточные методы обработки. Вы-
бор конкретных методов производят с помощью таблиц
экономической .точности [9. 26].
5.	Выбор оборудования. С учетом заданного типа
производства, габаритных размеров заготовки и выбран-
ных методов обработки определяют соответствующие ти-
пы и модели станков [2, 27]. Для единичного производ-
ства используют универсальные станки, для серийного —
универсальные станки с ЧПУ и полуавтоматы, для мас-
сового — полуавтоматы и автоматы.
6.	Разработка маршрута обработки заготовки в це-
лом, включая термические и контрольные операции. При
разработке рациональной последовательности операций
учитывают необходимость получения на первых опера-
циях технологических баз, разделения операций на чер-
новые, чистовые и отделочные, завершения технологиче-
ского процесса обработкой наиболее ответственных по-
верхностей детали.
Разработанный вариант маршрута представляется в
виде таблицы с перечнем операций, технологических баз
и оборудования и иллюстрируется операционными эски-
зами с графическим обозначением опор, зажимов и
установочных устройств по ГОСТ 3.1107—81 [26]. На
эскизах выделяются обрабатываемые поверхности, ука-
зываются выдерживаемые размеры и шероховатость по-
верхности.
Методика проектирования маршрутных технологиче-
ских процессов подробно изложена в учебной и справоч-
ной литературе [10, 26] и др.
3.20.	Разработать маршрут обработки ступенчатого
вала — шестерни (рис. 3.12), изготовляемой из стали
142
Рис 3.12. Эскиз вала-шестерни (к задаче 3.20):
модуль зубьев — Б,5; число зубьев — 12; неуказанные предельные отклоне*
имя на размеры —по 14-му квалитету точности
45 (НКСЭ 40...45) в условиях крупносерийного произ-
водства.
Решение. Анализ чертежа показывает» что наиболее высо-
кие’требования по точности и качеству предъявляются к опорным
шейкам, прилегающим к ним торцам и зубчатой поверхности вала-
шестерин. Конструкция детали в основном отработана на техноло-
гичность, обладает высокой жесткостью, обеспечивает свободный
доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет
использовать при обработке многойнструментиые наладки н высоко-
производительные режимы резания. Опорные шейки вала-шестерни
обрабатывают иа шлифовальных станках (с наклоном шлифоваль-
ного круга), обеспечивающих высокую точность расположения тор-
цов 4 и tO (см. рис. 3.12) к поверхностям опорных шеек и сниже-
ние трудоемкости операций за счет одновременной обработки этих
поверхностей. Заданные чертежом точность размеров поверхностей,
их относительного расположения и параметры качества поверхност-
ных слоев могут быть достаточно экономично обеспечены традици-
онными методами обработки.
Вместе с тем, предусмотренная чертежом форма шпоночного па-
за нетехнологична, так как требует обработки малопроизводитель-
ным методом — многопроходным фрезерованием концевой фрезой.
Очевидно, что без ущерба для прочности вала форму этого паза
целесообразно было бы заменить либо иа сегментную, либо на полу-
открытую и применить более производительные дисковые фрезы.
Недостаточно технологичной делают конструкцию также различные
радиусы переходных поверхностей от опорных шеек к торцам 4 и
10 (/?2+> И Я1,6шах).
143
Учитывая конфигурацию, размеры вала и крупносерийный ха-
рактер производства, в качестве исходной выбираем штампованную
заготовку нормальной точности [9, 26]. Выбор технологических баз
производим исходя из основных принципов базирования [26]. При
обработке валов, как правило, в качестве баз используют ось вала
и один нз торцов. На первой операции эти базы реализуются при
установке исходной заготовки в самоцентрнрующие призмы (двойная
направляющая база) с упором в торце 10 (опорная база). Общая
ось двух центровых отверстий, обработанных на этой операции, яв-
ляется постоянной базой для выполнения большинства последующих
операций обработки заготовки. Опорные базы в направлении линей-
ных размеров выбираем с учетом характера нх простановки на чер-
теже н возможности совмещения технологических н измерительных
баз. Так, на операциях обработки торца 4 в качестве опорной базы
целесообразно использовать торец 10, так как от него задаются
операционные размеры, а при фрезеровании шпоночного паза 3—
1орец 4.
Объем обработки каждой из поверхностей вала-шестерни опре-
делим по [26] исходя из предъявляемых к ней требований по точ-
ности в качеству. Так, общий план обработки- наружных поверх-
ностей вращения заготовки может быть принят следующим: чер-
вовое обтачивание всех поверхностей, чистовое обтачивание и одно-
кратное шлифование после термообработки шеек 11, 2 и торцов
10, 4. Требования к зубьям детали (7-я степень точности и шерохо-
ватость Я?а=1,25 мкм) могут быть выполнены зубофрезерованием и
шевингованием, однако, учитывая потерю точности и ухудшение
шероховатости поверхностей после термической обработки, целесо-
образно введение операции зубохонингования.
Тип производства и конфигурация детали определяют выбор
оборудования, которое должно обеспечить высокопроизводительную
обработку и автоматическое получение заданной точности путем
настройки. В наибольшей степени при заданных условиях этим тре-
бованиям удовлетворяют фрезерно-центровальные, гидр скопировал ь-
иые, шпоночно-фрезерные, зубофрезерные, зубошевннговальные н
торцекр углош л в фова л ьн ые пол уа вто м аты.
Разработанный маршрут обработки вала-шестерни представлен
в табл. 3.7.
3.21.	Вал-шестерню (рис. 3.13) изготовляют из сырой
или закаленной до Н/?Сэ40...45 стали 45. Разработать
маршруты обработки заготовки вала-шестерни соответ-
ственно для условий единичного, серийного и массового
производств.
3.22.	Втулку (рис. 3.14) изготовляют из сырой или
закаленной до HRC3 40...45 стали 45. Разработать марш-
руты обработки заготовки шестерни соответственно для
условий единичного, серийного и массового производств.
3.23.	Шкнв (рис. 3.15) изготовляют из чугуна СЧ 20
или алюминиевого сплава АЛ4. Разработать маршруты
обработки заготовки шкива соответственно для условий
единичного, серийного и массового производств.
144
Рис. 3 13. Эскиз вала-шестерии (к задаче 3.21):
модуль — 6; число зубьев — 14; степень точности зубчатого венца — 7; неука-
занные предельные отклонения на размеры — по 14-му квалитету точности
Рис. 3.14. Эскиз ступицы (к задаче 3.22): -неуказанные предельные
отклонения иа размеры — по 14-му квалитету точности
3.24.	Шестерню (рис. 3.16) изготовляют из стали
20ХНЗА, закаленной до HRC9 55...60. Разработать марш-
руты обработки заготовки шестерни соответственно для
условий единичного, серийного и массового произ-
водств.
3.25.	Вилку (рис. 3.17) изготовляют из стали 45, за-
каленную до HRC3 40...45. Разработать маршруты обра-
145
X 3.7. Техн б логический маршрут обработки вала-шестерни
° (к задаче 3.20)
№ опе»
рац ИИ
Наименование и краткое содержание операций
Технологическая база
г
Станок
Фрезер ио-центровальна я
Ось и торец исходной заго- Фрезерно-центровальный к>
товки	луавтомат МР73М
Фрезеровать торцы 1 и 13 (см. рнс. 3,12).
Зацентровать с двух сторон
Токарно-копнровальная	Ось и торец 1
Точить поверхности 11, 12, 5, фаски, под-
резать торец 10
Токарно-копнровальная	Ось и торец 10
Токарный копировальный полу-
автомат 7Н13
То же
4
5
е
7
8
9
10
И
12
13
14
Точить поверхность 2, фаски, подрезать
торцы 4 и 7, прорезать канавку 8
Тока р но -копир овальна я
Точить под шлифование поверхность. 11 и
подрезать торец 10
Токарно-копировальная
Точить под шлифование поверхность 2 н
подрезать торец 4
ШпоночнО’фрезерная
Фрезеровать шпоночный паз 3
Зубофрезериая
Фрезеровать зубья 6
Зубошевинговальная
Шевинговать зубья 6
Контрольная
Термическая
Калить н отпустить до HRC* 40... 45
Зубохонннговальная
Хонинговать зубья 6
Круглошлифовальная
Шлифовать одновременно поверхности 10
и 11, выдерживая R 1,6
Кругл ошлиф овальная
Шлифовать одновременно поверхности 2,
4, выдерживая R2
Контрольная
Ось и торец 4
Ось и торец 10
Поверхности 2, 11 и торец
4
Ось вала
То же
Ось вала
Ось и торец 4
Ось и торец 10
Токарный копировальный по-
луавтомат 7Н13
Шпоночно-фрезерный 6Д91
Зубофрезерный полуавтомат
5В312
Зубошевинговальный
5702
Зубохонинговальный 5А913
Торцекруглошлнфовальный
ЗТ161А
То же
Рис. 3.15. Эскиз шкива (к задаче 3.23): неуказанные предельные
отклонения на размеры выполнять по 14-му квалнтету
Рис. 3 16. Эскиз шестерни (к задаче 3.24):
модуль зубьев — 4,25; число зубьев — 25; степень точности зубчатого вен»
Па — 7; неуказанные предельные отклонения выполнять по 14-му квалнтету
Сотки заготовки вилки соответственно для условий еди-
ничного, серийного и массового производств.
3.26.	Корпус (рис. 3.18) изготовляют из серого чу-
гуна СЧ 20. Разработать маршруты обработки заготов-
ки корпуса соответственно для условий единичного, се-
рийного и массового производств.
148
Рис. 3.17. Эскиз вилки (к
чадаче 3.25): неуказан-
ные предельные отклоне-
ния выполнять по 14-му
квалитету
Рис. 3.18. Эскиз корпуса подшипника (к ВВДаче 3.26)! неуказанные
предельные отклонения выполнять по 14«му ИВалииту

149
§ 3.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ
С ЧПУ
На этапе проектирования операции обработч
ки заготовки на станке с ЧПУ разрабатывают расчетно-
технологическую карту (РТК), включающую построение
траектории движения инструмента, выполняют расчеты
координат опорных точек и перемещений между ними.
Далее, на основании- РТК производят кодирование уп-
равляющей программы и ее запись на программоноси-
тель [10]. Особенности разработки управляющих про-
• грамм (УП) зависят от типа станка и системы ЧПУ
; [28, 33].
г Кодирование и нанесение информации на перфолен-
ту о траектории движения инструмента и всех техноло-
гических команд, необходимых для выполнения техно-
логической операции, производится в виде последова-
тельности фраз-кадров. Каждый кадр содержит инфор-
мацию о геометрических и технологических командах,
необходимых для обработки определенного участка за-
готовки. Последовательность кадров в программе опре-
деляет последовательность приемов обработки на стан-
ке. Кадр состоит из некоторого числа строк перфоленты,
в каждой из которых записывают кодовые обозначения
символов программы. Эти символы обозначаются с по-
мощью международного семиэлементного алфавитно-
цифрового кода для программирования обработки
ИСО-7 бит. Этот код устанавливает множество опреде-
ленных символов, которые подразделяются на цифровые,
буквенные — в буквах латинского алфавита — и неко-
торое число графических [28].
Адреса кодов обозначают различные команды по уп-
равлению станком с ЧПУ: N — номер кадра; X — пере-
мещение по оси X; Y — перемещение по оси К; Z — пе-
ремещение по оси Z; F — скорость подачи; S — частота
вращения шпинделя; Т — номер инструмента; L — номер
коррекции; М — вспомогательные функции; G — подго-
товительные функции; А, В, С — повороты вокруг осей
X, У, Z.
Кроме адресов, код ИСО-7 бит имеет ряд служеб-
ных символов: «-{-», «—» — знаки направления переме-
щений; ПС или LF — конец кадра; % — начало про-
граммы; / — информация, взятая в скобки, может быть
150
отработана только при ручном включении на пульте сп©*
циального кода.
Полное обозначение формата кадра определяет мак*
симальный набор слов и их длину, которые требуются
для записи необходимой информации по управлению
станком с ЧПУ. Слова должны записываться в опреде-
ленном порядке (формате) согласно схеме
N3G2 Х+33 Y (+) 33 Z (+) 32 В32 F2 S2 Т2 М2 LF.
Цифры, стоящие после адресов кодов, означают чис-
ло значащих разрядов. Для отдельных адресов в зави-
симости от конкретной системы ЧПУ форматы могут от-
личаться от приведенных в схеме. Рассмотрим подробнее
./ правила построения слов.
«Номер кадра» состоит из адреса N и трех цифр: от
г001 до 999. Эта информация высвечивается на табло
устройства ЧПУ для контроля отработки программы.
«Подготовительная функция» состоит из адреса G и
кодового двухзначного числа. Эта функция определяет
информацию об изменении условий перемещений и вклю-
чает следующие виды:
G00 — позиционирование;
G01 —линейная интерполяция;
G02 — круговая интерполяция при движении по ча-
совой стрелке;
G03 — круговая интерполяция при движении против
часовой стрелки;
G04 — выдержка (пауза)';
G08 — разгон;
G09 — торможение в конце кадра;
G17 —выбор плоскости обработки XY}
G18— то же, для XZ;
G19 — то же, для KZ;
G40 — отмена коррекции режущего инструмента;
G41 — коррекция инструмента левая (на длину инст-
румента);
G42 — коррекция инструмента правая (на радиус
фрезы);
G43 — коррекция инструмента положительная;
G44 — коррекция инструмента отрицательная;
G60 — точное позиционирование 1 (высокоточное);
G61 — точное позиционирование 2 (среднее);
G62 — быстрое позиционирование (грубое);
G80...89 — постоянные автоматические циклы;
G90 — абсолютный размер;
151
G91 — размер в приращениях;
G92...99 — резерв.	;
«сПеремещение по осям X, У, Z» задаются в абсолют-
ных значениях (при G90) или в приращениях с соответ-
ствующими адресами перемещений (при G91). Ось X—
всегда горизонтальная, ось Z'— совмещается с осью ин-
струмента, а ось У — перпендикулярна осям X и Z. На-
правление перемещения определяется знаком «+» .или
«—». Величина перемещения записывается шестизнач-
ной цифрой: 000.000, где первые три — целые, а вто-
вые — дробные.
«Поворот вокруг оси» означает при команде В, что
система готовит поворот стола с заготовкой вокруг оси
У. Величина поворота определяется пятизначной циф-
рой 000.00, где первые три цифры — целые, а две послед-
ние— дробные доли оборота или градусы.
«Инструмент» обозначается адресом Т и выражает
в кодированном виде номер инструмента, по которому
система осуществляет его поиск в магазине или револь-
верной головке. Число инструментов определяется видом
станка и может быть от 00 до 99.
«Вспомогательная функция» обозначается адресом
М и определяет изменение в условиях обработки про-
граммы станком. Кодирование этой функции произво-
дится двузначным числом. Наиболее часто используют:
М00—программируемый останов;
М02 — конец программы;
МОЗ — вращение шпинделя по часовой стрелке;
М04 — вращение шпинделя против часовой стрелки;
М05 — останов шпинделя;
М06 — смена инструмента;
М08 — включение охлаждения;
М09 — выключение охлаждения;
М10 — зажим инструмента;
МН — разжим инструмента;
М36...М38— выбор диапазонов скоростей шпинделя;*
М60 — смена заготовки;
М68 — зажим заготовки;
М64 — отжим заготовки;
М71 — поворот стола в нужное положение;
М72 — поворот стола на 90°;
М73— поворот стола на 180°;
М74 — поворот стола на 270°.
«Скорость подачи» F и «Частота вращения шпинде-
152	. I
8.8. Коды подач F и частоты вращения шпинделя S
Подача,
мм/мин, час-
тота враще-
ния шпинде-
ля, мин *
Подача,
мм/мин, час-
тота враще-
ния шпинде-
ля, mhh~j
Подача,
мм/мин, час-
чота вращф*
ния шпинде-
ля, мин*-1
00
01
02
03
05
06
07
Останов
1,12
1,25
1,40
1,80
2,00
2.24
36
37
38
39
[40
41
42
63,0
71,0
80,0
90,0
100,0
112,0
125,0
54
55
56
57
58
59
60
500,0
560,0
630,0
710,0
800,0
900,0
1000,0
ля» S могут кодироваться методом прямого обозначения
и методом геометрической прогрессии. Первый метод
является более предпочтительным, так как в этом слу-
чае подача и частота вращения шпинделя кодируются
четырехразрядным числом, соответствующим их величи-
не, с указанием ее разряда с помощью вспомогательных
функций М36...М38. Например, при скорости подачи
800 мм/мин необходимо записать 0080 и указать функцию
М36, а при скорости подачи 0,02 мм/мин запишется 0002
и функция М3/, которая включает диапазон 2, преду-
сматривающий уменьшение записанного значения пода-
чи 1:100. При методе геометрической прогрессии подачу
и частоту вращения шпинделя задают двухзначным ко-
довым числом согласно данным табл. 3.8. Так, для ско-
рости подачи 80 мм/мин будет выбран код F38. Ниже
описаны основные особенности разработки управляющих
программ для сверлильных и токарных станков с ЧПУ,
оснащенных соответственно позиционными и контурными
системами управления.
Технологическая часть подготовки УП для сверлиль-
ных станков с ЧПУ и многооперационных станков начи-
нается с изучения данных чертежа детали и технологи-
ческого процесса ее изготовления. Из-за отсутствия уст-
ройств для направления инструмента в ряде случаев
для рассматриваемых станков целесообразно применять
центрование отверстий перед сверлением, что повышает
точность обработки. При выборе базы для выполнения
размеров в двухкоординатной системе необходимо со-
блюдать принцип единства баз. В качестве такой базы
153
используют оси «плавающего» нуля, который, как пра-
вило, является исходной точкой для начала обработки
по программе. «Плавающий» нуль означает, что рас-
сматриваемая точка может быть помещена при настрой-
ке станка в любой точке стола. При выборе базы по оси Z
следует помнить, что автоматическая смена инструмента,
обеспечиваемая поворотом револьверной головки или
автооператором из магазина, происходит в верхнем ис-
ходном положении.
Среди сверлильных станков с ЧПУ наибольшее рас-
пространение получили станки 2Р118Ф2 и 2Р135Ф2, ос-
нащенные крестовым столом и шестипозиционной ре-
, вольверной головкой. Они предназначены для сверления,
рассверливания, зенкерования, развертывания и нареза-
ния резьбы в различных типах деталей. Станки оснаще-
ны системами позиционного управления с устройством
ЧПУ типа «Координата С70-3». При разработке про-
грамм для сверлильных станков с ЧПУ выполняют сле-
дующие виды работ: разрабатывают технологический
процесс и выбирают режущий инструмент; рассчитывают
режимы резания и корректируют по паспортным данным
станка; составляют схему предельного положения режу-
щих инструментов с указанием их длины, определяемой
расстоянием от торца шпинделя до нижнего конца инст-
румента; выбирают приспособления, обеспечивающие за-
крепление, заготовки и ее ориентацию относительно ко-
ординат стола станка; разрабатывают технологические
эскизы и определяют координаты осей обрабатываемых
отверстий от единой базы («плавающего» нуля); состав-
ляют схему последовательности работы и перемещения
инструментов; составляют УП.
УП для рассматриваемых станков состоит из слов,
содержащих информацию об одной из программируе-
мых функций [28].
Слова, несущие цифровую ин-
формацию о перемещениях вдоль
осей X и R— перемещение вдоль оси
Z до точки R у поверхности детали
(рис. 3.19), записывают следующим
образом:
Рис. 3.19. Сверление отверстия в заготовке
на станке с ЧПУ,
154
признак адреса (X или R);
знак координаты (+ или —);
значения перемещений вдоль осей Хи/?, переведен-
ные в сотые доли миллиметра и дополненные до шести
цифр путем приписки нулей слева. Максимальная вели-
чина перемещения вдоль оси X, допускаемая устройст-
вом, 1999,99 мм, а по R — 0999,99 мм.
Пример. Обычная запись	Запись в виде
Х=4-137,975 мм	слова управляющей
/?««—53,56 мм	программы
Х+013797
R—005356
Слова, несущие цифровую информацию о перемеще-
ниях, вдоль осей У и X, записывают аналогично, только
значения перемещения вдоль этих осей, переведенные в
сотые доли миллиметра, дополняются до пяти цифр пу-
тем приписки нулей слева. И максимальная величина
перемещений равна 999,99 мм.
Пример:
У=—65,36 мм;
2=4-4,837 мм;
Y-06536;
Z 4-00484.
Слова, несущие информацию о коррекции ннструмаи»
та, содержат признак адреса L и комбинации из двух
цифр от 01 до 09. Величину коррекции устанавливают
декадными переключателями на пульте устройства
ЧПУ станка. Эта команда необходима для корректиро-
вания вылета инструмента в период настройки станка.
Слова, определяющие выбор частоты вращения шпин-
деля и подачи, включают адреса S и F и кодируют их
двузначным числом (методом геометрической прогрес-
сии). Согласно паспортным данным для станка 2Р135Ф2
коды соответствуют следующим значениям частоты вра-
щения п шпинделя:
Код .....................S01
л, мин—1................31,5
Код.................. S07
л, мин—’................ч 250
и величинам подач S:
Код..........-..........F01
S, мм/мин . ............ 10
Код...............  •	- . ПО
S, мм/мин..............  80
S02	S03	S04	S05	S06
45	63	90	125	180
S08	S09	S10	Sil	S12
355	500	710	1000	1400
F02	F03	F04	F05	..
12,5	16	20	25	...
Fll	F12	F13	F14	...
100	125	160	200	...
155
Слова, несущие информацию о вспомогательных
функциях М, кодируются по общим правилам [28]. Из
подготовительных команд в сверлильных станках с ЧПУ
применяют две группы:
функции общего назначения (G60 и G62);
функции постоянных циклов (G81—G96).
Функция G62 (грубое позиционирование) использу-
ется:
для организации постоянного управления по оси Z.
В данном случае она программируется с координатами
и 2. Цикл осуществляется следующим образом: быст-
рый подвод инструмента к координате /?, движение на
рабочей подаче к координате Z и остановка;
для программирования быстрого перемещения инст-
румента вдоль оси Z до координаты /?. В данном слу-
чае G62 программируется только с координатой 7?;
для программирования рабочего движения (фрезеро-
вания) вдоль осей X и У.
Функция G60 (точное позиционирование)" использу-
ется:
для отмены функции G62;
для программирования рабочего движения (фрезеро-
вание) вдоль осей X и У.
Функции постоянных циклов (табл. 3.9), кроме G80,
программируются с координатами R и Z и предусмот-
рены для функционирования только по оси Z.
Все рассмотренные слова могут записываться в ви-
де кадров, содержащих информацию для выполнения
части операции обработки заготовки, а также для пере-
мещения рабочего органа из одной точки в другую при
позиционировании. Для сокращения времени цикла ра-
боты по оси Z смену позиции револьверной головки ре-
комендуется совмещать с позиционированием по осям
X и У.
"V.
При обработке на токарных станках с ЧПУ исполь-
зуют две основные схемы установки заготовки: в цент-
рах — для деталей типа валов; в патронах — для дета-
лей типа втулок и дисков.
В рабочем пространстве станка расположены две ко-
ординатные оси: продольная Z совпадает с осью шпин-
деля и проходит от патрона к инструменту; поперечная
(горизонтальная X) направлена от детали вправо, если
смотреть вдоль оси шпинделя от патрона к инструменту,
156
3.9. Функция постоянных циклов
Циклограмма		Код функции	Наименование функций постоян- ных циклов 1	Работа станка
		80	Отмена посто- янных циклов	Отмена функции G81, G82, G84, G86, G91, G92, G94, G96
0 т 1	1 4 1 U.	81	Сверление	Быстрый подвод инстру- мента к R, рабочая по- дача к Z (обработка за- готовки) и быстрый от- вод инструмента к R
ь-ч-4 «а ®с гч		82 г	Подрезание торца	Быстрый подвод инстру- мента к R, рабочая по- дача к Z, останов после обработки на координате Z и быстрый отвод и R
0 -г :h		84	Резьбонареза- ние	Быстрый поднод инстру- мента к R, рабочая по- дача к Z, реверс и отвод инструмента и а рабочей подаче к R
От it ост		86	Растачивание	Быстрый подвод инстру- мента к R, рабочая по- дача к Z, останов вра- щения шпинделя и быст- рый отвод к R
►—*—Н ft Q; N	♦ 1 1	91	Сверление	Быстрый подвод инстру- мента к R, подача к Z, быстрый отвод к плоско- сти пересечения осей «плавающего» нуля, т. е. к 2-0
0 п Л J 2 j 	г ♦ L 1 1 zzzk	92	Подрезание торца	Быстрый пол мод И1П гру- мента к Л, подача к Z. останом, Ашлрмй интд к Z-0
1П7
Продолжение табл. 3.9
Циклограмма		Код функции	Наименование функций посто- янных циклов	# Работа станка
ГД»		94	Резьбонареза- ние	Быстрый подвод инстру меита к R, подача к Z. реверс шпинделя к R быстрый отвод к 2=0
1 Z л_J	1 1	96	Растачивание	Быстрый подвод инстру- мента к R, подача к Z! останов шпинделя, бы- стрый отвод к Z=0
и лежит в плоскости опорных точек торцов кулачков
патрона.
Разработка управляющей программы начинается с
составления операционной карты, в которой задается по-
следовательность обработки заготовки по переходам на
принятом оборудовании, выбирается режущий инстру-
мент и назначаются режимы резания. Более детальные
представления последовательности обработки для каж-
дого перехода показываются на карте эскизов согласно
ГОСТ 3.1418—82, где изображаются все обрабатываемые
поверхности, дается привязка инструмента или оси рез-
цедержателя к началу координат станка и показывается
траектория движения режущих кромок инструментов.
Современные типы токарных станков с ЧПУ оснаща-1
ются контурными системами управления, наиболее со-
вершенными из которых являются системы типа CNC с
встроенными в них ЭВМ. К таким станкам относится то-1
карный станок мод. 16К20Т1 с устройством ЧПУ «Элект-
роника НЦ-31>. Это устройство обеспечивает ввод, ре-
дактирование, автоматическую обработку по УП, ручное
управление станком с пульта устройства.
В процессе подготовки управляющих программ обра-
ботки заготовки на станках с ЧПУ согласуются системы
координат станка (точка Д), детали (точка В) и инст-
румента (точка ИТ) (рис. 3.23) [26, с. 248]. Рассмат-
158
риваемая система ЧПУ позволяет оперативно переходить
от нулевой точки станка к нулевой точке заготовки, обе-
спечивая привязку к ней исходной точки (ИТ} инстру-
мента. В последующих примерах для простоты будут
указываться только координаты этой точки ИТ положе-
ния инструмента относительно системы координат де-
тали.
В качестве основных команд в системе ЧПУ для то-
карных станков используются следующие.
Перемещение инструмента может зада-
ваться в абсолютной и относительной системах отсчета.
В абсолютной системе отсчета перемещения производят-
ся относительно выбранной нулевой точки, а в относи-
тельной — перемещения производятся относительно пре-
дыдущей запрограммированной точки. Наличие призна-
ка
определяет относительный способ зада-
ния' размеров, отсутствие его — абсолютный. Задание
на перемещение вдоль оси X или вдоль оси Z пред-
ставляется соответственно командами с буквенными
адресами X и Z. Формат адресов соответственно Х+06
и Z-J-06. Одной дискрете по оси Z соответствует переме-
щение 0,01 мм, а по оси X — 0,005 мм. При такой диск-
рете значение X задается на диаметр, что упрощает про-
граммирование перемещений с непосредственным ис-
пользованием данных чертежа детали.
Примеры; 1. Переместить инструмент в точку с координатой
Х“10 мм и затем в точку с координатой Z=30 мм (абсолютная
система отсчета);
N16 Х2000
Nil Z3000
• • • • • •
(Здесь и далее номера кадров принимаются произвольно).
2. Переместить ннструмеит по координате X на 20 мм и затем
по координате Z— на 55 мм (относительная система отсчета):
N 20 XWOO
*
N21 Z 5500
159
3. Переместить инструмент в точку с координатами X—12,5 мм
и Z=—32 мм с одновременным движением по обеим осям:
N30 Х2500*
N31 Z—3200
 * •• • • •
Знак «*» означает признак принадлежности слова к команде.
В рассмотренном примере он указывает на одновременное выполне-
ние команд, заданных в кадре N30 н N31. Такое разделение форма-
та команд на элементарные кадры упрощает ввод и редактирование
УП непосредственно иа пульте устройства ЧПУ станка.
Программирование скорости главного
движения задается двоично-десятичным кодом в
формате S02. Каждому коду соответствует определенная
частота вращения шпинделя, мин-1, объединенная для
трех диапазонов. Включение соответствующего диапазо-
на осуществляется с помощью вспомогательных функ-
ций М41, М42 (диапазон I, II), М43 (диапазон III),
М44 (диапазон IV) в соответствии с табл. 3.10. Направ-
ление вращения шпинделя программируется вспомога-
тельными функциями М3 — по часовой стрелке, М4 —
против часовой стрелки.
Пример: Задать вращение шпинделя по часовой стрелке с
л=500 мин-1
N12 М3
N13 М44
N14 S05
Программирование рабочей подачи осу-
ществляется с помощью подготовительных функций:
G94 — для минутной подачи, мм/мин; G95 — для пода-
чи, мм/об. Величина подачи определяется кадром с фор-
матом адреса F04.
ЗЛО. Код скорости главного движения
Код скорости
зон М	01	02 ’	| 03	04 |	05 1	06 |	[ 07 1	L 08	09
М42	12,5	18	25	35,5	50	71	100	140	20
М43	50	71	100	140	200	280	400	560	800
М44	125	180	250	355	500	710	1000	1400	2000
160
Примеры: 1. Задать в УП рабочую подачу 200 мм/мин:
• • ♦	« • й
N22	G94
N23 F200
2. Задать в УП рабочую подачу 1,5 мм/об:
* й *	• V й
N32 G95
N33 F150
9 • •	• * •
Для перемещения (позиционирования)’
инструмента при вспомогательном ходе по коорди-
иатам X и Z указывается признак быстрого хода | ~ |.
Пример: Задать в УП перемещение по осн X на бы-
стром ходу на 50 мм в относительной системе отсчета:
X 10000
Программирование обработки фасок под
углом 45° осуществляется командой с буквенным адре-
сом X или Z с признаком | 4-45° | или | —45° |. При про-
граммировании фаски необходимо указать в команде при-
знаком | -{-45° | или | —45° | направление движения по
координате, адрес которой отсутствует в команде. Все
возможные случаи приведены в табл. 3.11.
Программирование обработки криво-
линейных поверхностей, у которых образующий
контур представляет собой дугу с произвольным углом,
производится с помощью круговой интерполяции и опи-
сывается командами подготовительной функции: G02 —
движение по окружности по часовой стрелке; G03 —
движение по окружности против часовой стрелки. До-
пускается обозначение этих команд в виде G2, G1. Каж-
дая из этих команд программирует движение только
внутри одного квадрата (одной четверти окружности).
Формат команд G2 и G3 имеет вид
С2 (G3)fX ( |	| V- Г.)<«ч Pj 9^2•••i
I >1 >. I H  »
где у (|	) , z (I--	— величи-
ны приращений соответственно по оси X и Z или же ко-
6 Заказ Ns 366	161
3J1. Возможные способы задано я обработки расе к
Движение резания		Возможные способы задания	
		Задано X	Задано X
J		+ 45° X...	
	(Z «	-45 СХ...	+45® Z...
		+ 45°Х...	+45®Z...
4-Х j		+45°Х...	
нечной координаты точки дуги при работе в абсолют-
ной системе отсчета; Pi и Р2 — проекции от начальной
точки дуги до центра дуги соответственно по осям X и
Z, причем Pi и Р2 задаются только на радиус.
Программирование переходных поверхностей (галте-
лей} и скруглений, являющихся частным случаем обра-
ботки криволинейных поверхностей в виде дуг окруж-
ностей с центральным углом 90°, производится с помо-
щью подготовительных функций: G12— скругление по
часовой стрелке; G13 — скругление против часовой
стрелки. Формат команд G12 и G13 имеет вид
где X — величина приращения по оси X или конечная
точка дуги при работе в абсолютной системе отсчета:
Z — то же, по оси Z.
3.27.	Разработать УП обработки двух отверстий г
детали типа плита (рис. 3.20) на сверлильном станке
с ЧПУ.
Исходя из размеров заготовки выбирают сверлиль
ный станок с ЧПУ 2Р135Ф2, оснащенный револьверно!
головкой.
В соответствии с ранее рассмотренной последователь
ностью выполняемых работ составляются расчетно-тех
162
Рис. 3.20. Эскиз плиты (к за-
даче 3.27)
Рис. 3.21. Расчетно-технологи-
ческая карта (к задаче 3.27)
нологическая (рис. 3.21) и технологическая карты обра-
ботки детали типа плита (табл. 3.12). Эти документы
содержат всю необходимую информацию для задания
последовательности обработки отверстий, назначения ин-
струментов, режимов резания и выбора по ним кодов
частоты вращения шпинделя, скорости подачи и коррек-
ции. Положение детали относительно плавающего нуля
по осям X и У определено в РТК, а по оси Z принимает--
8.12. Технологическая карта обработки детали типа плита
иа станке 2Р185Ф2
।
1 Диаметр от- верстия, мм	Последова- тельность переходов । ।	.					1 Режущий ин- струмент и его диаметр» мм	Длина рабо- чего хода, мм	Позиция ин- струмента	Код частоты вращения шпинделя	Код скорости подачи	Коррекция
20HS	Центрова- ние	Центровоч- ное сверло, 20	6	01	S1O	F14	L01
	Сверление	Сверло, 18,7	35	02	S08	F10	L02
	Зен керова- нне	Зенкер, 19,8	35	03	S06	F12	l03
	Развертыва- ние	Развертка, 20НЯ	35	04	S03	F05	L04
10	Сверление	Сверло, 10	10	05	S08	F10	L05
6*
163
ся равным 100 мм. УП в этом случае может быть со-
ставлена в следующем виде:
N001 Т01 S10 F14 L01 Х+000000 У4-00000 ПС
N002 Х4-002800 У+03200 ПС
N003 G91 R4-010000 Z4-10600 ПС
N004 Т02 S08 F14 L02 X 4-002800 У4-03200 ПС
N005 G91 R4-010000 Z+13500 ПС -
N006 ТОЗ S06 F14 L03 X 4-002800 У4-03200 ПС
N007 G91 R4-010000 Z4-13500 ПС
N008 Т04 S03 F05 L04 Х4-002800 У 4-03200 ПС
N009 G91 R4-010000 Z4-13500 ПС
N010 Т05 S08 F10 L05 Х4-002800 У4-03200 ПС
N011 X4-007000 У4-01000 ПС
N012 G91 R4-010000 Z4-01000 ПС
•’ N013 X4-000000 У4-00000 ПС
3.28.	Разработать УП обработки отверстий в заго-
товке из стали 45 (рис. 3.22) на сверлильном станке
с ЧПУ.
3.29.	Составить УП траектории движения инструмен-
та при обработке ступеней вала диаметрами 32 и 60 мм.
Исходную точку (ИТ) и конечную (КТ) принять с коор-
динатами X—100 мм, Z = 180 мм (рис. 3.23).
Решение.
N10 ~ Х2800*
Nil Z50
N12	Х3200—45°
N13	Z—4000
N14	Х5600
N15	Х6000—45-
N16	Z—6000
N17 - Х20000*
N18	Z18000
3.30.	Составить УП для станка с ЧПУ мод. 16К20Т1
траектории движения инструмента при обработке по-
верхностей заготовки диаметрами 40, 50 и 70 мм (рис.
3.24). Исходную и конечную точки принять с координа-
тами Х= 110 мм и Z= 180 мм.
3.31.	Составить УП для станка с ЧПУ 16К20Т1 тра-
ектории движения инструмента при обработке криволи-
нейного профиля заготовки, соединяющего диаметры 24
и 40 мм (рис. 3.35).
Решение.
• * •	• • Й
Nil G2*
N12 Х4000*
N13 Z—1600*
N14	Р2400*
N15	Р-1600
3.32.	Составить УП для стайка с ЧПУ 16К20Т1 тра-
ектории движения инструмента при обработке заготов-
ки на длине 70 мм от торца (рис. 3.26). Исходную и ко-
164
эис. 3.22. Эскизы деталей (к задачам 3.28 и 338)
1ечную точки принять с координатами л = 175 мм,
£=200 мм.
Решение.
Nli ~ Z100
N12 ~ Х0
N13 Z0
N14	Х4600
N15	G12*
N16	Х5000*
N17	Z—200
N18	Z—4600
N19	G13*
N20	Х5800 •
N2I	Z—5000
N22	Х7600
ъ
N23 GI2*
N26	Z—7000
N27 — Х35000*
N28	Z20000
Mi	t • •
165
Рис 3 23. Схема согласования систем координат
талн Хд, гд и исходной точки инструмента (Ш)
вании токарной обработки (к задаче 3.29)
стайка Хс, Хс, дел
при программиро-

М5' Z*45
Lrt
(2=22000)
(2=18000)
60
76
IX
Рис. 3.24. Эскиз заго-
товки (к задаче 3.30)
Рис. 3.25. Эскиз заготовки (к
задаче 3.31),
166
RZ
2радиуса.
ИТ
(Х=35000)
70 ~
'(2=20000)
Рис. 3.26. Эскиз заготовки (к
задаче 3.32)
Рис. 3.27. Эскиз заготовки (к
задаче 3.33)
Рис. 3.28. Эскиз заготовки (к
задаче 3.34)
В кадрах N24 и N25 перемещения для примера да
ны в относительной системе отсчета.
3.33.	Составить УП для станка с ЧПУ 16К20Т1 тра
ектории движения инстру-
мента при обработке вы-
деленного контура заго-
товки (рис. 3.27), вклю-
чающего переходные по-
верхности. Исходную и
конечную точки принять а
координатами Х=100 мм,
Z=160 мм.
3.34.	Составить УП об-
работки втулки из стали
45 на токарном стайке с
ЧПУ 16К20Т1 (рис. 3.28).
Заготовка — штамповка.
Решение: Для обработ-
ки выделенных поверхностей
втулки (рис. 3.28) необходимо
составить последовательность
переходов назначением режу-
щих инструментов [27, с. 237—
247]:
1.	Сверлить отверстие диа-
метром 38 мм. Инструмент Т1—
сверло диаметром 38 мм.
Рис, 3.29. Схема обработки за*
готовки (к задаче 3.34)
167
3.13, Исходные данные к задаче 3.35. Размеры детали, мм
№ вари-
анта
Эскиз

D,
D3
/5
Материал
24	32	48	—	24	40	64	 	12/7S		2	4	и	2	1,5	Сталь 45
36	50	72		36	44	88		1	16Я5	— 	4	4		1	4	2 ✓	Чугун СЧ 20
48	60	96		40	76	100		24/7S ♦1	—	4	5		4	2	Бронза БрОЮЦ2 f
32	44	56	40	20	44	66	10	14//10	18	2	3	2	2	1,5	Бронза БрОЮЦ2
42	60	72	56	34	62	88	16	18HI0	24	4	2	2	2	2	Сталь 45
56	80	120	72	40	76	100	20	МНЮ	32	6	4	4	4	2	Чугун СЧ 20
I
(
I
1	1 v	1		i			1
40 60 80	32 50 60	40 60 80	MM	20 30 40	16 20 30
32 48 64	42 66 84	56 88 120	48 78 104	28 40 60	68 86 106
1	1 /	1			। । । ।				J 1	
$0	41 Ши	16/7/6	20	20			2	1,5	Латунь Л60
30	—	32/7/6	36	30	» 1»		4	2	Чугун СЧ 20
40	——	42/7/6	48	56		—	6	2	Сталь 45
84	6	16Н8	 4	2		4	4,5		Бронза БрО10Ц2
110	7	24/75		4		6	2		Чугун СЧ 20
130	8	36/75	ч 	6		8	4			Сталь 45
2.	Обточить поверхности наружного контура. Инструмент Т2 —
проходной резец (ГОСТ 21151—75).
3.	Расточить отверстие диаметром 4QH9. Инструмент ТЗ — рас-
точной резец (ГОСТ 20874—75).
Принимаем исходную точку ИТ относительно начала коорди-
нат (см. рис. 3.28) с 100 мм и Z=200 мм. Последовательность
выполнения каждого перехода целесообразно представить в виде
схемы обработки заготовки (рис. 3.29); представляющей траектории
движения центра инструмента [27, с. 248]. Далее составляется УП
с выбором частоты вращения шпинделя (табл. 3.10) и рабочей по-
дачи в зависимости от вида выполвяемого перехода. Пояснения со-
держания отдельных кадров приведены в скобках.
NO
N1
‘ N2
N3
N4
N5
N6 ~
N7 ~
N8
N9 ~
N10~
N1!
N12
N13
NI4
N15
N16
N17-
Т1 (сверло диаметром 38 мм);
М3 (вращение шпинделя по часовой стрелке);
М44 (IV — диапазон скорости вращения шпинделя);
S03 (код скорости вращения шпинделя — 250 мин'1);
G95 (задание подачи в мм/об);
F30 (рабочая подача 0,3 мм/об);
Х0 (быстрый ход в точку с Х=0,0);
Z200 (быстрый ход в точку с Z==2 мм);
Z—12500 (перемещение инструмента в точку с коорди-
натой Z =—125 мм);
Z200 (быстрый ход в точку с Z—2 мм);
220000 * } (быстРый ход в исходную точку ИТ);
Т2 — проходной резец;
М3
М43 (Ш — диапазон скорости вращения шпинделя);
S8 (код скорости вращения шпинделя 560 мин~*);
F25 (рабочая подача 0,25 мм/об);
Х6400
N18~ Z0
N19	Х3700
N20~ Х5700
N21	Х6000—45 (обработка фаски 1,5X45° иа диаметре 60 мм);
N22	Z—2000
N23	G13*
N24	Х6800* (обработка переходной поверхности);
N25	Z—2400
N26	Х9200
N27	Х9600—45° (обработка фаски 2X45° иа диаметре 96 мм);
N28	Z—5600
N29	G13*	]
N30	Х12000*	}	(обработка переходной поверхности);
N31	Z6000	J	-
N32	Х12000
N33	Z—10000
N34 х too 1 _
(отвод инструмента по координате X на
1 мм в относительной системе отсчета);
N35~ ХЮ 000*
N36	Z20 000
N37 ТОЗ — расточной резец;
170
N38 М3
N39	М44
N40	S06 (код частоты вращения шпинделя 710 мин-1)!
N41 НО (рабочая подача 0,1 мм/об);
N42~ Х3800
N43~ Z0
N44	Z—2400
N45~ Z2500
N46~ XI0000*
N47	Z20000
N48 МЗО (конец управляющей программы),
3.35.	Составить УП обработки втулки на токарном
стайке с ЧПУ 16К20Т1, заготовка — пруток (табл. 3.13).
Предварительно обработана поверхность диаметром D,
которую используют при закреплении заготовки.
§ 3.4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ
Сложность и многообразие задач, решаемых
при разработке УП, привела к необходимости создания
систем автоматизированного программирования (САП)
для станков с ЧПУ, основанных на использовании сово-
купности математического, программного обеспечения
и проблемно-ориентированного языка для записи и вво-
да в ЭВМ исходной информации [3, 11].
Возможности САП в значительной степени зависят
от входного языка, его простоты, доступности овладения
им, легкости адаптации его к изменяющимся возможнос-
тям системы. Эти требования во многом характерны
для широко распространенной системы ТЕХТРАН, кото-
рую используют для подготовки управляющих программ
для фрезерных, токарных, сверлильных станков с ЧПУ
и многоцелевых станков [11, 32] при проектировании на
наиболее распространенных типах ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ.
Входной язык этой системы позволяет: описывать гео-
метрические объекты — точки, прямые, окружности, пло-
скости и вектора; описывать любые плоские контуры, со-
стоящие из отрезков прямых и дуг окружности; задавать
поточечное движение и вертикальные перемещения для
управления глубиной обработки; задавать преобразова-
ния геометрических объектов и траектории инструмента.
Кроме того, во входном языке имеются операторы
управления пост-процессорами, задающие необходимые
технологические команды. Исходный текст программы,
171
написанный на входном языке, состоит из последователь-
ности операторов входного языка. Каждый оператор
входного языка формируется из операндов в соответст-
вии с синтаксическими правилами языка. Операнды, в
свою очередь, состоят из элементов языка. Операнд мо-
жет быть именем, числом, служебным словом или моди-
фикатором, который определяет признак для выбора
одного из нескольких возможных решений.
Для написания текста программы используют: за-
главные буквы русского алфавита: А...Я; цифры 0...9;
знаки +, —, /, X, „ =, ш (пробел), %, (,), :, //; бук-
вы латинского алфавита А, В, С. Основными элемента-
ми языка являются вещественные числа, имена и слу-
жебные слова.
Вещественные числа должны содержать деся-
тичную точку или показатель порядка, причем после
точки необходима, по крайней мере, одна цифра. Напри-
мер: 15.0; 1.56; .003.
Имена используются для обращения к переменным
объектам программы, передачи, управления и вызова
макрокоманд. Имя должно содержать от 1 до 8 букв и
(или) цифр, но обязательно начинаться с буквы. Напри-
мер: А, М80, ДЕТАЛЬ, Т11Р55. Если рядом с именем в
тексте находится другое имя, число или служебное сло-
во, то они должны отделяться пробелом или запятой.
Служебные слова используются системой для
специальных целей, например как название оператора
движения, модификатора и т. д. Список наиболее упо-
требимых служебных слов, с учетом вида их написания,
включает:
1.	ДЕТАЛЬ
2.	КОНЕЦ
3.	ИЗ
4.	ИДИ
5.	ПРИРАШ
6.	ВТОЧКУ
7.	ВПЕРЕД
8.	НАЗАД
9.	ВЛЕВО
10.	ВПРАВО
11.	ПЛ
12.	К АС АТ
13.	КАС
14.	НА
15.	ЗА
16.	ДО
17.	ПЕРЕСБЧ
18.	ТОЧКА
19.	ВЕКТОР
20.	ПРЯМАЯ
21.	ОКРУЖИ
22.	ПЛОСК
23.	ПЕРЕНОС
24.	УГОЛ
25.	ПЕРПЕН
26.	ПАРЛЕЛ
27.	РАДИУС
28.	ЦЕНТР
29.	ХБ
30.	ХМ
31.	УБ
32.	УМ
33.	ВНУТРИ
34.	ВНЕ
35.	БОЛШ
36.	МЕНШ
37.	СЛЕВА
38.	СПРАВА
39.	ПОЧС
40.	ПРЧС
41.	ОБРАБ
42.	ИНСТР
43.	КОРРЕК
44.	ВКЛ
Служебные слова не могут быть использованы в ка-
честве имени.
Входной язык системы ТЕХТРАН допускает приме-
нение объектов следующих типов: целое число, вещест-
172
венное число, логический, геометрический (точка, пря-
мая, окружность), вектор, плоскость, матрица и т. и.
Тип имени, используемого в программе, фиксирован, и
на протяжении всей программы оно должно обозначать
объекты только этого имени.
Программа в системе ТЕХТРАН состоит из совокуп-
ности операторов входного языка, каждый из которых
записывается на отдельной строке и пробивается на
одной перфокарте. Если оператор не помещается на од-
ной строке, то в конце строки ставится символ & и сле-
дующая строка используется для продолжения. Если
требуется при написании программы указать пояснения
и комментарии, то используется символ после кото-
рого текст в строке печатается, но не воспринимается
транслятором. Пробел также является значащим симво-
лом и используется как запятая в качестве разделителя,
поэтому внутри числа или имени его простановка не до-
пускается.
Геометрическое описание объектов детали в системе
ТЕХТРАН состоит из перечисления опорных элементов,
через которые определяется объект модификаторов, слу-
жащих для выбора нужного случая из нескольких воз-
можных, и служебных слов, упрощающих чтение текста
программы, но необязательных для ее написания. Опор-
ным элементам присвоены условные имена. В конкрет-
ной программе на месте этих имен должны находиться
имена геометрических объектов, определенные ранее, i
Рассмотрим примеры описания наиболее распространен-
ных видов геометрических объектов.	,
Способы задания точки. В описании точки
могут использоваться следующие группы модификато-
ров.
1.	Модификаторы выбора точки из двух возможных:
ХБ — координата X больше; ХМ — координата X мень-
ше; УБ — координата У больше; УМ — координата У
меньше. Модификатор этой группы выбирает из двух
возможных точек ту, у которой значение указанной ко-
ординаты соответствеиио больше или меньше.
2.	Модификаторы направления отсчета угла: ПОЧС—
по часовой стрелке; ПРЧС— против часовой стрелки.
Углы задаются в градусах и долях градуса.
3.	Модификаторы, указывающие координату точки,
заданную в геометрическом определении: ХКООРД — 
координата X; УКООРД — координата У.
173
&М- Способы задания гл оу к и
Задание точки может быть выполнено различными •
способами (табл. 3.14). В этой таблице показаны наибо-
лее типовые случаи описания точки, которые получены
из общих правил описания и различных видов модифи-
каторов, отмеченных звездочкой *. Так, для ТЧЗ вто-
рой вариант записи имеет вид
ТЧЗ=ПЕРЕСЕЧ, ПР1, КР1, УБ.
Служебные слова, используемые для описания точки,
ПЕРЕСЕЧ (пересечение) и ЦЕНТР (центр окружности)
могут быть опущены.
Способы задания прямой. Варианты зада-
ния прямой состоят из перечисления опорных элементов, -
через которые определяется прямая, модификаторов, слу-
жащих для выбора нужного случая, и служебных слов, 
облегчающих чтение текста программ. При определении .
174
прямых в системе ТЕХТРАН необходимо помнить, что
все прямые лежат в плоскостях XY и не имеют иаправ-
ления и величины (бесконечны), В определениях прямой
используются следующие группы модификаторов.
1.	Модификаторы, выбирающие одну прямую из двух,
касающихся окружности: ХМ — выбирается прямая,
точка касания которой имеет наименьшую координату
по X, а ХБ — большую координату по X; УМ — выбира-
ется прямая, точка касания которой имеет меньшую ко-
ординату по Y, а УБ — большую координату по Y.
2.	Модификаторы, указывающие, с какой стороны
определяемая прямая касается окружности: СПРАВА —
точка касания прямой находится справа от центра ок-
ружности, если смотреть в направлении от первого гео-
метрического объекта ко второму. СЛЕВА — прямая ка-
сается окружности слева (при тех же условиях рассмот-
рения геометрических объектов).
3.	Модификаторы, указывающие положение прямой
относительно другой: ПАРЛЕЛ — параллельно, ПЕР-
ПЕН — перпендикулярно.
В табл. 3.15 приведены наиболее типовые случаи
описания прямой. В зависимости от последовательности
описания и вида модификаторов, отмеченных звездочкой
*, могут быть реализованы различные способы описа-
ния прямой. Например, если при описании ПР4 изменить
направление взгляда и смотреть со стороны окружности
КР1, то следует записать:
ПР4=СЛЕВА, КАСАТ, КР1, СПРАВА, КАСАТ, КР2.
Служебные слова, используемые для описания пря-
мой, КАСАТ (касательно) и УГОЛ допускается опус-
кать.
Способы задания окружности. Варианты
задания окружности состоят из перечисленных опорных
элементов, через которые определяется окружность, мо-
дификаторов, служащих для выбора нужного случая, и
служебных слов, облегчающих чтение текста программ.
При этом окружности рассматриваются только в плоско-
сти XY и не имеют направления. В определениях окруж-
ностей применяются следующие группы модификаторов:
1)	модификаторы, указывающие положение окруж-
ности относительно прямой: ХМ — центр окружности
находится слева от прямой; ХБ — центр окружности на-
ходится справа от прямой; УМ — центр окружности на-
175
15 Способы задания прямой
HPZ = ТЧ1, ТЧ2
‘ НРБ х ПРО, ТУ1, угол, <х
ПР7~ ТЧ1, парлел, ПРО
ПРЗ- ТЧ1, слева *,наса/п,КР1
ПР8~ТЧ1, перл, ПРО
ПР5^ТШ, угол, ос
ПР9=парлел, ПРО, А, УБ*
ЛР10~ касагл,КР1,УМ* угол,а
ходится ниже прямой; УБ — центр окружности находит-
ся выше прямой. Эти же модификаторы используются
для выбора из двух окружностей одной, но соответству-
ющей координате ее центра;
2)	модификаторы, указывающие положение опреде-
ляемой окружности относительно другой, являющейся
опорным элементом: ВНЕ — окружность находится вне
заданной окружности; ВНУТРИ — окружность находит-
ся внутри заданной окружности;
3)	модификаторы БОЛШ и МЕНШ, служащие для
выбора из двух окружностей одной с большим или
меньшим радиусом соответственно. Для задания окруж-
ности используется набор типовых способов (табл. 3.16).
Как и в предыдущих случаях, в зависимости от моди-
фикаторов, отмеченных звездочкой (*), возможны не-
сколько способов последовательности описания окруж-
176
J. 76 Способы задания окружности
ности, кроме тех, что приведены в таблице. Например,
для описания окружности КР7 может быть использова-
на следующая запись:
КР7=ХМ, ПР1, ХБ, ПР2, R.
Служебное слово, используемое для описания окруж-
ности, КАСА'С допускается опускать.
Подготовка программ в системе ТЕХТРАН проводит-
ся по этапам, содержание которых является обязатель-
ным для выполнения. Последовательность выполнения
этапов может быть произвольной, некоторые из них в
программе могут употребляться неоднократно, другие
отсутствовать. Рекомендуется вести подготовку про-
грамм в следующем порядке: -
1.	Начало программы. Каждая программа в системе
ТЕХТРАН должна начинаться строкой ДЕТАЛЬ 'ИМЯ
177
ДЕТАЛИ*, Имя детали записывается в апострофах и
должно содержать не более 60 символов — букв или
цифр. Имя детали используется для идентификации ре-
вультатов расчета и других данных, относящихся к дан-
ной программе, на алфавитно-цифровом печатающем
устройстве (АЦПУ). Кроме того, под этим именем выво-
дятся на перфоленту результаты работы постпроцессо-
ра, а также под этим именем программа может поме-
щаться в библиотеку программ на исходном языке.
2.	Геометрия. На этом этапе следует описывать эле-
менты контура чертежа на входном языке системы с по-
мощью рассмотренных геометрических определений:
точки, прямые, окружности.
3.	Задание станка. Для получения управляющей пер-
фоленты к конкретному станку необходимо сообщить си-
стеме, какой конкретный постпроцессор необходимо вы-
звать. Это делается предложением: СТАНОК ’ИМЯ
СТАНКА* N, где ИМЯ СТАНКА — модель станка, выде-
ляемая в апострофах; N — номер соответствующего пост-
процессора выбирается по таблице, входящей в описа-
ние системы. В системе ТЕХТРАН имеются постпроцес-
соры, обеспечивающие подготовку УП для большинства
моделей отечественных станков с ЧПУ и систем управ-
ления, часть из них приведена в табл. 3.17.
3.17.	Список постпроцессоров
Станок
Системы управления
Номер пост*
процессора
6Р13ФЗ
6Р11РФЗ
6Р13ФЗ
6ВР13ФЗ
6520ФЗ
6441ПР1
6550РФЗ
6МПФЗ
1К62-ФЗ
Р1720ФЗ
АТПР-2М12СП
16К30ФЗО5
16К2ФЗ
2Р135Ф2
ИР500МФ4
ЛФ260МФЗ
Контур 2ПТ-71
НЗЗ-1М
НЗЗ-1М
ИЛ-5К
НЗЗ-1М
ИЛ-5К
НЗЗ-2М
УМС-2А
Контур-4МИ
Н22-1М
Салют
Н22-1М
Н22-1М
Координата-70
ГА ИС/3000С
НЗЗ-1М
6130
1625
6133
6
65
6441
6553
20
162
720
6545
1630
1620
2135
500
6443
178
4.	Задание инструмента. Утверждение: ИНСТР D со-
общает системе диаметр инструмента для расчета траек-
тории движения его центра (эквидистанты). Например,
ИНСТР 13.8 — диаметр инструмента равен 13,8 мм. Для
токарных станков указывается диаметр инструмента рав-
ным нулю: ИНСТР 0.
5.	Исходное положение инструмента. Прежде чем
производить какие-либо перемещения инструмента, не-
обходимо сообщить системе его исходное положение. Это
достигается с помощью оператора ИЗ. В операторе ИЗ
указывается либо название точки, где находится инстру-
мент, либо координаты этой точки. Если третья коорди-
ната у точки не задана, то она принимается равной ну-
лю. Например, ИЗ ТЧ15 — инструмент находится в точ-
ке ТЧ15; ИЗ 20, 30, 40 — инструмент находится в точке
с координатами: Х=20 мм; У—30 мм; Z—40 мм.
В программе оператор ИЗ может употребляться не-
сколько раз. Например, в программе технолог запроек-
тировал технологический останов для того, чтобы опера-
тор мог вывести инструмент вручную в указанную тех-
нологом точку для контроля размеров. Чтобы возобно-
вить непрерывное движение, необходимо сообщить си-
стеме с помощью оператора ИЗ новое положение инст-
румента.
6.	Назначение подачи. Рабочая подача подается опе-
ратором:
ПОЛАЧА / ММИН, А |
подача | ММОБ, в J
Оператор задает минутную подачу или подачу в мм
на оборот, где А — значение подачи, мм/мин; В — зна-
чение подачи, мм/об.
Ускоренное перемещение инструмента иа вспомога-
тельном ходу можно осуществить оператором БЫСТРО.
Значение подачи в этом случае определяется техниче-
скими характеристиками станка и системы управления.
Действие оператора ПОДАЧА продолжается до следу-
ющего оператора ПОДАЧА. В программе этот оператор
употребляется столько раз, сколько необходимо тех-
нологу.
7.	Точность обработки. При обработке криволиней-
ных контуров необходимо задавать точность аппрокси-
мации. Это достигается с помощью утверждения: НАР-
ДОП А или ВНДОП В, где А — значение внешнего от-
179
клонения от окружности, мм;, В — значение внутреннего
отклонения от окружности, мм. Например, НАРДОП0.02.
При однократном задании точности все криволиней-
ные участки контура будут аппроксимироваться с ука-
занной точностью, при многократном задании различной
точности величина в аппроксимации отдельных участков
контура будет различной.
8.	Коррекция инструмента. Для задания коррекции
режущего инструмента необходимо применить оператор
КОРРЕ К. Если необходимо задать коррекцию по трем
координатам, X, У, Z, то формат оператора КОРРЕК
следующий:
КОРРЕК, ВКЛ, ХКООРД, а, УКООРД, Ь, 2КООРД, с,
где а, Ь, с — номера корректоров, связанных с осями X,
У, Z соответственно.
9.	Начало непрерывного движения. Непрерывное дви-
жение по контуру или участку контура должно начинать-
ся оператором ИДИ. Модификаторы оператора ИДИ:
ДО, НА, ЗА ориентируют положение центра инструмен-
та относительно направляющей и ограничивающей по-
верхностей. Оператор ИДИ имеет следующий формат:
иди
НАПРАВЛЯЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
Г ДО
{ НА
I ЗА
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
Например, ИКИ ДО ПР1 ЗА ПР8
10.	Непрерывное движение. Направление движения
по элементам контура необходимо выбирать в зависи-
мости от направления движения по предыдущему участ-
ку. Операторы:
ВПЕРЕД
НАЗАД (НАПРАВЛЯЮЩАЯ
ВПРАВО (ПОВЕРХНОСТЬ
ВЛЕВО
до
НА
ЗА
КАС
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ
ПОВЕРХНОСТЬ
позволяют осуществить непрерывное движение по кон-
туру. Например,
ВПЕРЕД ПР2 КАС КР2.
И. Движение точка — точка. Оператор ВТОЧКУ
осуществляет перемещение инструмента в точку, задан-
ную именем или своими координатами. Этот оператор
наиболее удобно использовать для программирования
обработки на токарных станках с ЧПУ. Например,
ВТОЧКУ ТЧ1; ВТОЧКУ 10, 15, 20. Перемещение инст-
румента на некоторые расстояния от предыдущего поло-
жения инструмента можно осуществить с помощью опе-
180
ратора ПРИРАЩ. Например, оператор ПРИРАШ.0,0—
10 осуществляет перемещение инструмента на глубину
резания по координате Z==—10 мм. Эта запись экви-
валентна записи ПРИРАЩ—10.
12. Технологический останов и пауза. Операторы
ТЕХОСТ или СТОП предназначены для осуществления
технологического останова станка. Работа может быть
продолжена после ручного запуска станка. Оператор:
ПАУЗА
в, ОБОРОТ
ОБОРОТ, в ,
вызывает останов движения инструмента (исполнитель-
ных органов станка) на заданное время. Продолжитель-
ность паузы задается или в секундах, или в оборотах
шпинделя, где а — длительность паузы в секундах; в —
длительность паузы в оборотах шпинделя.
13. Конец программы. Каждая программа заканчи-
вается строкой КОНЕЦ. Это предложение определит
для процессора конец программы.
Для. выполнения автоматизированного проектирова-
ния управляющей программы на ЭВМ, например ЕС
1022, текст программы на языке ТЕХТРАН перфориру-
ется на перфокарты, содержимое каждой из которых со-
ответствует написанному тексту одной строки. После
расчетов на ЭВМ выдается текст управляющей програм-
мы в коде ИСО — 7 бит и перфолента для станка с ЧПУ.
3.36.	Составить на языке ТЕХТРАН программу об-
работки по контуру детали плита (рис. 3.30) на фре-
зерном станке с ЧПУ. Материал детали — сплав Д16.
Заготовка предварительно обрублена на пресс-нож-
ницах.
Решение. Обработка плиты будет проводиться на фрезер-
ном стайке с ЧПУ мод. 6Р13ФЗ. Система управления станком
НЗЗ-1М. Заготовку закрепляют на подкладной плите с использова-
нием двух отверстий диаметром 10 мм. Составление программы
производится в соответствии с изложенными выше рекомендациями;
1.	Начало программы
ДЕТАЛЬ ’ПЛИТА’ # ИВАНОВ
2.	Геометрия. В рассматриваемом примере и у лев л я точка ТЧ0
принята на расстоянии от контура заготовки по осмм X и V нп
20 мм и 30 мм (ТЧ0=0, 0, 0). Задание геометричегкнх элемсикш
детали, выделенных на операционном эскизе, JipoiriHOAiiicii с по-
мощью типовых описаний (табл. 3.15—3.16).
ТЧ1—20, 30
ТЧ2=ТЧ1, ПЕРЕНОС, 0, 50
131
Рис. 3.30. Схема обработки заготовки (к задаче 3.36)
ПР1=ТЧ1, ТЧ2
КР1=60, 65, 15
КР2 = 100, 50, 10
ПР2«=ТЧ2, СЛЕВА, КР1
ПРЗ—СЛЕВА, КР1, СЛЕВА, КР2
ПР4=ТЧ1, СПРАВА, КР2
3.	Задание станка. С учетом номера постпроцессора N—6133
(табл. 3.17).	t
СТАНОК ’6Р13ФЗ’ 6133
4.	Задание инструмента. Принимается коицевая фреза диамет-
ром 10 мм.
ИНСТР 10
5.	Исходное положение инструмента. Считаем, что инструмент
установлен в нулевой точке.
ИЗ ТЧ0
6.	Назначение подачи. Ускоренное перемещение инструмента на
вспомогательном ходу <. существляетсв с подачей SBX = 1100 мм/мин.
ПОДАЧА ММИН 1100
7.	Движение «точка — точка». Для подвода инструмента на
глубину резания по координате Z на 10 мм запишется оператор
ПРИРАЩ —10
182
8.	Начало непрерывного движения
ИДИ ДО ПР1
— этот оператор осуществляет перемещение инструмента из точки
ТЧО по перпендикуляру к прямой ПРИ
9.	Технологические команды на включение шпинделя и охлаж-
дения запишутся операторами;
П1ПИНДЛ ВКЛ
ОХЛАД ВКЛ
10.	Назначение рабочей подачи. Изменение подачи вспомога-
тельного хода на рабочую	'
ПОДАЧА ММИН, 80
11.	Непрерывное движение. По отношению к предыдущему дви-
жению от ТЧО в положение 1 последующее движение необходимо
направить влево (см. рис. 3.30):
ВЛЕВО ПР1 ЗА ПР2
Следующее движение по отношению к предыдущему будет
вправо по прямой ПР2 до касания с окружностью КР1
ВПРАВО ПР2 КАС КР1
12.	Точность обработки. Для задания точности обработки при
аппроксимации окружностей хордами необходимо указать величину
стрелки прогиба 0,1 мм
ВНДОП 0.1
13.	Непрерывное движение (продолжение)
ВПЕРЕД КР1 КАС ПРЗ
ВПЕРЕД ПРЗ КАС КР2
ВПЕРЕД КРЗ КАС ПР4
ВПЕРЕД ПР4 ЗА ПР1
14.	Технологическая команда на выключение охлаждения
ОХЛАД ВЫКЛ
15.	Назначение подачи. Включается подача вспомогательный ход
ПОДАЧА ММИН 1100
16.	Движение «точка — точка» возвращает инструмент в нуле-
вую точку
ВТОЧКУ ТЧО
17.	Конец программы
КОНЕЦ
3.37.	Составить на языке САП ТЕХТРАН программу
обработки заготовки согласно табл. 3.18 на фрезерном
станке с ЧПУ.
3.38.	Составить на языке САП ТЕХТРАН программу
обработки отверстий в детали из стали 45 (см. рис. 3.22)
на сверлильном станке с ЧПУ или обрабатывающем
центре.
3.39.	Составить на языке САП ТЕХТРАН программу
обработки втулки на токарном станке с ЧПУ, заготов-
ка— пруток (см. табл. 3.13). Предварительно обработа-
на поверхность диаметром D.
183

3.18. Исходные данные к задаче 3.37. Размеры детали, мм
9	д	е	к			Материал
10	20	00	**	45	0^	АЛ9
10	20	140		80	60	СтЗ
16	20	160		50	30	Чугун СЧ 20 9
15	40	70	40	20	20	АЛ9
20	50	30	50	16	30	Сталь 15Л
24	60	100	60	30	30	Чугун СЧ 20 *	ч
80
100
13)
80
100
120
100
160
200
160	40	16	16	16	чч 1»	20	31	АЛО
200	40	16	16	16	 	24	30	Сталь 20Л
	60	20	16	16	—	30	36	Чугун СЧ 20
160	40	16	16	38	50	20	40	АЛО
200	50	16	16	50	60	30	.50	Сталь 15Л
200	50	20	16	40	80	30	60	Чугун СЧ 20
200	60	20	60	120	• —	20	26	АЛО
300	80	24	80	150 	—	40	30	Сталь 15
400	100	30	100	220		40	50	Чугун СЧ 20
Продолжение табл. 3.1$
В	г	д	е	К		/?«	Материал
60	20	16			46	30	АЛ9
80	20	20	1—		60	40	СтЗ
100	30	24	— М	—	64	40	Чугун СЧ 20 9
50	20	16	50		20		АЛ 9
60	20	20	60		24	1^4	СтЗ
100	20	20	70		30		Чугун СЧ 20
1	100	200	50	20	20	60	50	40		АЛ9
2	160	300	80	24	20	80	80	60	*	СтЗ
3	200	400	100	30	20	ПО	100	80		Чугун СЧ 20
1	100	200	60	20	70	20		35		АЛ9
2	140	280	60	20	90	24		45		Сталь 15
3	200	360	80	20	100	36		50		Чугун СЧ 20
1	100	160	40	20	60			30	30	АЛ9
2	160	220	60	40	80			40	40	СтЗ
3 1	200	300	80 	56	120			60	60	Чугун СЧ 20
ПРИЛОЖЕНИЕ. Значение нормализованных знаменателей <р, воз*1
веденных в степень
1,06
1Д2
1.26	1,41
1,68
1,78
2,00
Ф*
Ф’
Ф
<Р
Ф7
Ф,'
ф’
Ф1
ф1’
ф12
ф1’
ф’’
ч>,
ф18
ф1’
ф20
ф21
ф2й
ф88
ф24
ФЬ5
ф28
ф27
ф28
ф2в
ф8°
ф”
ф82
фЭЗ
ф84
ф85
ф’8
ф87
ф«
фа#
ф40
ф41
ф48
ф48
ф44
ф49
ф49
ф47
ф48
ф4в
ф6в
1,12
1.19
1,26
1,34
1,41
1,49
1,58
1,67
1.78
1,89
2,00
2,12
2,24
2,36
2,50
2,65
2,81
2,98
3,16
3,35
3,55
3,77
4,00
4,24
4,48
4,75
5,04
5,34
5,64
5,98
6,32
6,70
7,12
7,55
8,00
8,48
8,96
9,50
10,08
10,68
11,28
11.96
12,64
13,40
14,24
15,09
16,00
16,96
17,92
1,26
1,41
1,58
1,78
2,00
2,24
2,50
2,81
3,16
3,55
4,00
4,48
5,04
5.64
6,32
7,12
8,00
8.96
10,08
11,28
12,64
14,24
16,00
17,92
20,16
22,56
25,28
28,48
32,00
35,84
40,00
44,96
50,56
56,80
64,00
1,58
2,00
2,50 ’
3,16
4 00
5,04
6,32
8,00
10,08
12,64
16,00
20,16
25,28
32,00
40,00
50,65
64,00
80,64
101,61
2,00
2,82
4,00
5,64
8,00
11,28
16,00
22,56
32,00
45,12
64,00
2,50
4,00
6,32
10,08
16,00
25,28
40,00
64,00
3,16
5,64
10,08
17,92
32,00
56,80
4,00
8,00
16,00
32,00
64,00
188
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая ста-
тистика. М.: Высшая школа, 1972. 368 с.
2.	Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по
технологии машиностроения. Минск: Вышэйшая школа, 1983. 256 с.
3.	Дерябин А. Л. Программирование технологических процессов
для станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1984. 224 с.
4.	Дунаев П. Ф., Леликов О. П., Варламова Л. П. Допуски и
посадки. Обоснование выбора: Учеб, пособие для студентов маши-
ностроительных вузов. М.: Высшая школа, 1984. 112 с.
5.	Иванов М. Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 1976.
889 с.
6,	Иванцова Н. П. Научно-технический прогресс и структура ме-
талл опотреблеии я. М.: Наука, 1977. 179 с.
7.	Ипатов М. И., Проскуряков А. В., Семенов В. М. Снижение
себестоимости машин. М.: Машиностроение, 1978. 254 с.
8.	Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений. М.:
Машиностроение, 1983. 277 с.
9.	Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Калинин М. А. Точность
обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник
технолога. М.: Машиностроение, 1976. 288 с,
10.	Маталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для
машиностроительных вузов. Л.: Машиностроение, 1985. 496 с.
11.	Митрофанов С. Л. Групповая технология машиностроитель-
ного производства. Т. 2. Л.: Машиностроение, 1983. 376 с.
12.	Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и меха-
низмов. М.: Машиностроение, 1980. 592 с.
13.	Общемашиностроительные нормативы времени вспомогатель-
ного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключи-
тельного на работы, выполняемые иа металлорежущих станках.
Среднесерийное и крупносерийное производство. М.: Изд-во НИИ-
труда, 1984. 460 с.
14.	Общемашиностроительиые нормативы вспомогательного вре-
мени и времени на обслуживание рабочего места иа работы, выпол-
няемые на металлорежущих стайках (Массовое производство). М.:
Экономика, 1988, 366 с.
15.	Обшемашииостроительные нормативы режимов резания для
технического нормирования работ на металлорежущих стайках. Ч. 1.
Токарные, карусельные, токарио-револьверные, алмазно-расточные,
сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. М.:
Машиностроение, 1974. 416 с.
16.	Обшемашииостроительные нормативы режимов резания для
технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 2.
Зуборезные, горизонтально-расточные, резьбонакатные и отрезные
станки, М.: Машиностроение, 1974. 200 с*
189
17.	Общемашиностроительные нормативы режимов резания для
технического нормирования на металлорежущих станках. Ч. 3. Про-
тяжные. шлифовальные и доводочные станки. М.: НИИтруда, 1978.
360 с.
18.	Основы технологии машиностроения / Под ред. В. С, Корса-
кова: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1977. 416 с.
19.	Прейскурант № 18—05. Оптовые цены на инструмент и из-
мерительные приборы. Мл Прейскуранта дат, 1981. Ч. 1. 555 с»
20.	Прейскурант № 18—01. Оптовые цены на станки металло-
режущие. В 2-х ч. М.: Прейскурантиздат, 1981. Ч. 1 — 398 с.;
Ч. 2 — 384 с.
21,	Размерный^ анализ технологических процессов/В. В. Матве-
ев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков и др. М.: Машиностроение, 1982»
264 с.
22.	Расчеты экономической эффективности новой техники/Под
ред. К. М. Великанова. Л.: Машиностроение, 1975. 432 с.
23.	Режимы резания металлов/Под ред. Ю. В. Барановского.
М.: Машиностроение, 1972. 407 с.
24.	Рыжов Э. В. Технологические методы повышения износо-
стойкости деталей машни. — Киев: Наукова думка, 1984, 272 с.
25.	Солоиии И. С., Солонин С. И. Расчет сборочных и техноло-
гических размерных цепей. Мл Машиностроение, 1980. ПО с.
26.	Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А. Г. Ко-
силовой и Р. К. Мещерякова. Т. 1. Мл Машиностроение, 1985.656 с,
27.	Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Мл Машино-
строение, 1986. 496 с.
28.	Станки с программным управлением (специализирован-
ные) / Под ред. В. А. Лещенко. Мл Машиностроение, 1975. 288 с,
29.	Станочные приспособления. Справочник. / Под ред. Б. Н. Вар-
дашкина и др. Т. 1. М; Машиностроение, 1984. 592 с.
30.	Суслов А. Г. Технологическое обеспечение параметров со-
стояния поверхностного слоя деталей машин. М: Машиностроение,
1987. . 208 с.
31.	Технология машиностроения: Учебник для машиностроитель-
ных вузов/А. А. Гусев, Е. Я- Ковальчук, И. М Колесов и др. Мл
Машиностроение, 1986. 480 с.
32.	Техтраи — система	программирования оборудования с
ЧПУ/А. А. Лиферов и др. Л л Машиностроение, 1987. 109 с,
33.	Уралов В. И., Юзефпальскнй Я. А. Технологическая подго-
товка миогооперациониых станков. М,; Машиностроение, 1985. 88 с*
оглавление
Предисловие ................................................ 3
Глава !• Технологическое обеспечение качества изделий	S
§ 1.1.	Статистические методы оценки качества
изделий (О. А. Горленко) ....	5
§ 1.2.	Построение, расчет и анализ технологиче-
ских размерных цепей (О. А. Горленко) 12
§ 1.3.	Выбор рациональных схем базирования и
расчет погрешностей установки (В. Б. Иль-
ицкий, А. Ф. Чистопьян)..........................24
§ 1.4.	Расчет суммарной погрешности обработки
(В. Ф. Чистов)...................................54
§ 1.5.	Качество поверхности и технологические
методы повышения надежности деталей
машин (Л. Г. Суслов) ......	68
Глава 2. Производительность н экономичность технологи*
ческих процессов............................................88
§ 2.1.	Обоснование метода получения заготовок
(И. А. Ястребова)..............................  88
§ 2.2.	Расчет припусков (И. А. Ястребова) . .	92
§ 2.3.	Расчет режимов обработки и норм времени
(И. Л. Ястребова) .	......	103
§ 2.4.	Расчет технологической себестоимости
(В. Ф. Чистов) .......	112
§ 2.5.	Оптимизация режимов обработки резанием
(В. И. Аверченков)......................	122
Глава 3. Разработка технологических процессов . . •	128
§ 3.1.	Разработка технологического процесса
сборки (О. А. Горленко)...................128
§ 3.2.	Разработка технологических процессов об-
работки резаннем (В. Ф. Чистов, И. А. Яст-
ребова) ......................................  144
§ 3.3.	Проектирование технологических процессов
обработки на станках с ЧПУ (В. И. Авер-
ченков) ..........	150
§ 3.4.	Автоматизация программирования обработ-
ки иа стайках с ЧПУ (В. И. Аверченков) 171
Приложение.................................................188
Список литературы  ........................................189
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Аверченков Владимир Иванович,
Горленко Олег Александрович,
Ильнцкий Валерий Борисович и др.
СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Редактор А. А. Степанова
Художественный редактор А. С. Веришнкин
Технический редактор Н. М Харитонова
Корректоры Т. В. Багдасарян, Л, Я, Шабашова
ИБ № 5500
Сдано в набор 19.11.87, Подписано в печать 19.04.88.	Т-05184.
Формат 84X108'/а. Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Усл. печ. л. 10,08. Усл. кр.-отт. 10,29. Уч.-изд. л. 9,92;
Тираж 41 000 эка. Заказ 366. Цена 35 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение»
107076, Москва. Стромынский пер, 4
Московская типография № 13 ПО «Периодика» ВО «Союзполиграфпром»
Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии i
книжной торговли. 107005, Москва, Денисовский пер,, д. 30